【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体而言，涉及一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在当前的造船业、航空工业、汽车制造业等制造业大环境中，更好的质量、更大的吨位要求逐渐成为了以后的主要发展趋势，由于中厚板钢作为主要的结构钢，用传统的焊接手段往往不能一次性焊接成型而需要多次多道焊，这大大增加了时间和劳动成本。在此背景下，大热输入焊接技术得到了广泛应用。通常将焊接热输入量≥50kj/cm的焊接方法定义为大线能量焊接，目前气电立焊、电渣焊、埋弧焊等大线能量焊接方法已在中厚板相关制造领域中得到广泛应用，焊接线能量的增加可以缩短焊接工时，提高焊接效率。其中，气电立焊在船体装焊中频繁使用，全机械化气电立焊可大大提高焊接效率，就装焊而言，气电立焊比手工焊、半自动焊更适用于厚板焊接。
2、但是，就焊缝组织而言，由于气电立焊较高的热输入，焊缝热影响区往往比较大，且焊缝及热影响区的微观组织中粗晶比较多，导致焊缝低温冲击韧性较差，不能满足船板结构的性能要求。
3、为了解决焊接线能量的提高为焊接带来的负面影响，现有技术研制了热输入量大于400kj/cm的eh36、eh420等船板结构钢。然而，能够真正投入使用并适用于大线能量气电立焊的配套药芯焊丝鲜有生产，这使得气电立焊造价成本高昂，不利于普遍使用。
4、并且，目前的药芯焊丝大多采用纯金属芯型的药芯焊丝，此类药芯焊丝虽然熔敷率较高，但微观组织及力学性能方面达不到产业及客户端需求。
5、因此急需开发一种在满足熔敷率条件下，能够使焊缝具备优良微观
6、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，该药芯焊丝通过加入较高含量的caf2-sio2熔炼焊剂，并与钛铁合金、镁粉等组分协同作用，用于焊接低合金高强度钢，不仅具备较高的熔敷率，使焊缝具有良好的成型性，而且还具有优异的稳弧性和主要为针状铁素体组成的微观组织，采用该药芯焊丝焊接后所得焊缝金属成分和组织均匀，无气孔、咬边、未熔合等缺陷。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝的制备方法，通过采用caf2-sio2熔炼焊剂与低碳锰铁合金粉、钛铁合金粉、镁粉、铝粉、钼铁合金粉、硼铁合金粉等组分配合，可以在保证较高熔敷率的前提下，促进更多针状铁素体的产生。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝在焊接低合金高强度钢中的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术首先提供了一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，包括外皮和填充在所述外皮内的药芯粉，所述药芯粉由按照质量百分比计的如下组分制成：铁粉35%~40%，低碳锰铁合金粉10%~14%，钛铁合金粉3%~4%，镁粉0.01%~0.2%，铝粉1%~2%，钼铁合金粉0.5%~1%，硼铁合金粉0.1%~1%，caf2-sio2熔炼焊剂35%~40%，硅铁合金粉0.5%~1%和镍粉4%~6%；
6、其中，所述caf2-sio2熔炼焊剂由按照质量百分比计58%~62%的caf2和38%~42%的sio2制成。
7、优选地，所述低碳锰铁合金粉包括femn88c0.2、femn84c0.4和femn88c0.7中的至少一种。
8、优选地，所述钛铁合金粉包括feti73、feti70-a、feti70-b和feti70-c中的至少一种。
9、优选地，所述钼铁合金粉包括femo70、femo60-a和femo60-b中的至少一种。
10、优选地，所述硼铁合金粉包括feb22c0.05、feb20c0.05和feb18c0.1中的至少一种。
11、优选地，所述硅铁合金粉包括fesi45、fesi45-1、fesi45-2和fesi75中的至少一种。
12、优选地，所述外皮的材料包括低碳钢。
13、优选地，所述药芯粉的粒度为60目~100目。
14、优选地，所述药芯焊丝中所述药芯粉的填充率为21%~24%。
15、优选地，所述caf2-sio2熔炼焊剂的制备方法包括如下步骤：将caf2和sio2混合后于1550℃~1600℃的温度下进行熔炼，然后水淬，得到所述caf2-sio2熔炼焊剂。
16、优选地，采用所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝对低合金高强度钢进行焊接后所得到的焊接接头中的针状铁素体占比≥50%。
17、优选地，所述焊接的线能量为150kj/cm~200kj/cm。
18、优选地，所述焊接的速度为38mm/min~45mm/min。
19、优选地，所述焊接采用直流反接，焊接电流为320a~360a，焊接电压为34v~38v。
20、优选地，所述焊接的方法为气电立焊。
21、本专利技术进一步提供了所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：
22、将铁粉、低碳锰铁合金粉、钛铁合金粉、镁粉、铝粉、钼铁合金粉、硼铁合金粉、caf2-sio2熔炼焊剂、硅铁合金粉和镍粉混合，得到药芯粉；
23、将所述药芯粉填充至外皮中，并使所述外皮包裹所述药芯粉，然后进行拉拔减径，得到所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝。
24、本专利技术还提供了所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝在焊接低合金高强度钢中的应用。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
26、（1）本专利技术提供的含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，通过加入较高含量的caf2-sio2熔炼焊剂，并与钛铁合金、镁粉等组分协同作用，用于焊接低合金高强度钢，熔敷率高达90%以上，使焊缝具有良好的成型性，而且还具有优异的稳弧性和主要为针状铁素体组成的微观组织，采用该药芯焊丝焊接后所得焊缝金属成分和组织均匀，无气孔、无夹杂、咬边、未熔合等缺陷。
27、（2）本专利技术提供的含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，由于经熔炼水淬后caf2-sio2熔炼焊剂呈非晶态的特点，药芯粉在混合以及焊丝在拉拔过程中不会出现成分分布不均的现象，相较于传统的机械混合的方式，采用caf2-sio2熔炼焊剂可以更加确保药芯粉中的成分均匀性，且该焊丝利用“氧化物冶金”的理论，在大线能量焊接后的焊缝组织中会产生大量氧化物夹杂物，从而抑制先共析体的生成并诱导针状铁素体形成，有效解决了大热输入下的晶粒粗化问题，进而提高了焊缝的低温冲击韧性。
28、（3）本专利技术提供的含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，可以完善船板钢大线能量焊接配套焊材的供给，实现较大焊接线能量下得到以针状铁素体为主的焊缝金属。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，包括外皮和填充在所述外皮内的药芯粉，所述药芯粉由按照质量百分比计的如下组分制成：铁粉35%~40%，低碳锰铁合金粉10%~14%，钛铁合金粉3%~4%，镁粉0.01%~0.2%，铝粉1%~2%，钼铁合金粉0.5%~1%，硼铁合金粉0.1%~1%，CaF2-SiO2熔炼焊剂35%~40%，硅铁合金粉0.5%~1%和镍粉4%~6%；
2.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述低碳锰铁合金粉包括FeMn88C0.2、FeMn84C0.4和FeMn88C0.7中的至少一种；
3.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述外皮的材料包括低碳钢。
4.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉的粒度为60目~100目。
5.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中所述药芯粉的填充率为21%~24%。
6.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述CaF2-SiO2熔炼焊剂的制备
7.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，采用所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝对低合金高强度钢进行焊接后所得到的焊接接头中的针状铁素体占比≥50%。
8.根据权利要求7所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述焊接的线能量为150kJ/cm~200kJ/cm；
9.如权利要求1~8任一项所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.如权利要求1~8任一项所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝在焊接低合金高强度钢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，包括外皮和填充在所述外皮内的药芯粉，所述药芯粉由按照质量百分比计的如下组分制成：铁粉35%~40%，低碳锰铁合金粉10%~14%，钛铁合金粉3%~4%，镁粉0.01%~0.2%，铝粉1%~2%，钼铁合金粉0.5%~1%，硼铁合金粉0.1%~1%，caf2-sio2熔炼焊剂35%~40%，硅铁合金粉0.5%~1%和镍粉4%~6%；
2.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述低碳锰铁合金粉包括femn88c0.2、femn84c0.4和femn88c0.7中的至少一种；
3.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述外皮的材料包括低碳钢。
4.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉的粒度为60目~100目。
5.根据权利要求1所述含有熔炼造渣剂的药芯焊...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。