一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法，药芯焊丝混合物按质量百分数含量如下：6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛；使用所述焊丝形成的熔敷金属的微观组织由碳化钛和基体构成，其晶型主体为马氏体，在马氏体边缘残余有部分奥氏体。与现有技术相比，本方案有益效果在于：延长了焊丝的熔滴过渡周期，加剧了冶金反应行为，使得焊丝自保护效果得到进一步地优化；改良后飞溅率较低；对熔池的作用效果加强，渣溅行为较少，熔敷效率提高，并且对焊缝的宏观成形有一定影响，增强耐磨性及抗氧化能力。防止焊丝受潮，减少气孔产生。具有细化晶粒，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。冲击韧度的效果。冲击韧度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及属于焊接材料领域，具体所指一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前在众多焊接材料中，无渣自保护药芯焊丝自动化程度高、无需额外供气、高效节能、多层焊无需清渣，节能降耗效应明显，是最有发展潜力的焊接材料之一，但同时也容易存在自保护效果不良、焊丝容易受潮，焊道产生气孔，焊缝韧度差，并且由于过热而产生的晶粒粗大，及电弧稳定性能欠佳的问题。
[0003]碳化钛为黑色粉末，具有耐高温、抗氧化、强度高、硬度高、导热性良好、韧性好，碳化钛结合力强，稳定，不易分解，在金属中只有加热到1000℃以上才能缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前，碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲和力远大于铬和碳之间的亲和力，在用钛来固定其中的碳以消除铬在晶界处的贫化，从而消除或减轻钢的晶间腐蚀，从而细化晶粒。
[0004]氟化石墨烯具有高导电、导热性及超大的比表面积等优点，会对焊接化学冶金带来积极影响；石墨烯在铝、镁合金焊缝中有诱导针状铁素体形核、细化晶粒等作用。使石墨烯部分氟化或全部氟化的产物，是一种重要的新型石墨烯衍生物。它不但保留了石墨烯独特的二维结构，又由于氟原子的引入，使其具有一些不同于石墨烯的优异性能。作为石墨烯的新型衍生物，氟化石墨烯具有表面能低、疏水性强等优异的物理化学性能，同时还具有耐高温、耐腐蚀性、耐摩擦性、化学性质稳定的特点。因此，研制出一种能够利用氟化石墨烯和碳化钛的混合物能够解决目前无渣自保护药芯焊丝存在的自保护效果不良及晶粒粗大的缺陷，本方案具有防止焊丝受潮，增强耐磨性及抗氧化能力。细化晶粒，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。

技术实现思路

[0005]本方案为了克服现有的无渣自保护药芯焊丝存在的自保护效果不良、晶粒粗大及电弧稳定性能欠佳的问题，通过在焊丝中加入氟化石墨烯和碳化钛的混合物来防止焊丝受潮，使晶粒细化，增强耐磨性及抗氧化能力，提高焊缝硬度，改善冲击韧度。
[0006]技术方案如下：一种改善焊接性能药芯焊丝，其按质量百分数称取含量如下：6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛；使用所述焊丝形成的熔敷金属的微观组织由碳化钛和基体，其晶型主体为马氏体，在马氏体边缘残余有部分奥氏体。
[0007]一种改善焊接性能药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：（1）将6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛混合后的药粉搅拌均匀；（2）将钢带在20℃
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40℃的条件下进行超声清洗，超声时间为180
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300s；
（3）对步骤（1）得到的药粉在200℃的温度下进行烘干，得到干燥的混合物；（4）将烘干后的药粉放置在药芯焊丝制造机器的送粉容器中；（5）然后利用轧制拉拔设备，拉拔成规定尺寸的焊丝；（6）将制造好的焊丝进行镀铜处理，防止腐蚀。
[0008]所述药芯焊丝填充率为15%，所述焊丝尺寸为直径1.2mm；使用所述焊丝形成的熔敷金属的微观组织由碳化钛和基体构成，其晶型主体为马氏体，在马氏体边缘残余有部分奥氏体。
[0009]与现有技术相比，本方案所述的一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法的有益效果主要体现在以下几方面：（1）本专利技术的改善焊接性能的无渣自保护药芯焊丝延长了焊丝的熔滴过渡周期，加剧了冶金反应行为，使得焊丝自保护效果得到进一步地优化。
[0010]（2）本专利技术的改善焊接性能无渣自保护药芯焊丝提高电弧稳定性，改良后飞溅率低，对熔池的作用效果加强，渣溅行为较少，提高熔敷效率，增强耐磨性及抗氧化能力。
[0011]（3）本专利技术的改善焊接性能无渣自保护药芯焊丝熔敷金属中的残余奥氏体逐渐减少，晶粒尺寸减小，具有细化晶粒，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。
[0012]（4）本专利技术的氟化石墨烯改性无渣自保护药芯焊丝中的氟化石墨烯和碳化钛的混合物增强焊丝的防潮能力，减少了气孔的产生。
[0013]（5）本专利技术的氟化石墨烯改性无渣自保护药芯焊丝中的氟化石墨烯与碳化钛的混合物提高了金属的塑性和冲击韧性，改善了金属的焊接性能。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图；图2是焊接时熔滴过渡图；图3是焊接时电弧形态图；图4是焊缝成形图；图5是焊接接头显微组织图；图6是细化晶粒显微硬度的数据表；图7是与图3进行对比的改进前的焊接时电弧形态图。
具体实施方式
[0015]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，说明书中给出了本专利技术的较佳实施例。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以
特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0017]实施例，参照图1
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7，一种改善焊接性能药芯焊丝，其各组分按质量百分数称取含量如下：6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛。
[0018]本专利技术还改进了一种改善焊接性能药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：（1）将6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛混合后的药粉搅拌均匀；（2）将钢带在20℃
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40℃的条件下进行超声清洗，超声时间为180
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300s；（3）对步骤（1）得到的药粉在200℃的温度下进行烘干，得到干燥的混合物；（4）将烘干后的药粉放置在药芯焊丝制造机器的送粉容器中；（5）拉拔成规定尺寸的焊丝；（6）将制造好的焊丝进行镀铜处理，防止腐蚀。
[0019]药芯焊丝填充率为15%，焊丝尺寸为直径1.2mm。
[0020]如图2所示，本专利技术在焊接过程中熔滴过渡主要是颗粒过渡，由于氟化石墨烯的存在增加了焊丝熔滴及熔池的表面张力，根据焊丝焊接时熔滴的受力情况可知，熔滴自始至终都受到重力、电弧力、表面张力的影响，当仅表面张力增加时，熔滴脱离焊丝端部所需要的时间更长，过渡周期也相应增加，且受到无渣自保护药芯焊丝反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善焊接性能药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝混合物按质量百分数含量如下： 6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和41.95%的碳化钛。2.根据权利要求1所述的一种改善焊接性能药芯焊丝，其特征在于，使用所述焊丝形成的熔敷金属的微观组织由碳化钛和基体构成，其晶型主体为马氏体，在马氏体边缘残余有部分奥氏体。3.一种改善焊接性能药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和和41...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏萍，刘大双，吴铭方，胡庆贤，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：