减少焊坑及气孔性能优良的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝制造技术

一种减少焊坑及气孔性能优良的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝，在焊接厚镀锌层的钢板时不仅能使焊坑和气孔数量最少，而且能抑制飞溅的发生，因此能提高焊接性能，所以可以很好地使用于连续焊接工程和自动焊接等工程上，本发明专利技术的粉芯焊丝由占全部重量的１０～２０％的焊剂和占全部重量的８０～９０％的外皮构成，把铁成分和脱氟剂及电弧稳定剂等其它成分为剩余成分的焊剂填充至软钢外皮里组成。上述的焊剂中各成分的含量是相对于焊丝的全部重量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接镀锌钢板用粉芯焊丝
，特别是一种为减少焊接镀锌钢板时容易形成的焊坑和气孔，把适当含有钛氧化物、硅氧化物、碱性氟化物等成分的焊剂填充到软钢制外皮(保护套)中，其含量为焊丝全部重量10％～20％的减少焊坑及气孔性能优良的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝。一般最广泛使用于金属焊接的方法是，在焊接件(电极或熔解件)和被焊接件(母材)之间相加低压高电流电源发生电弧来熔化上述两种材料，由此结合两个母材的电弧焊法，电弧焊法大概分两大类形；其中之一是电极熔解式焊接方法。如附图说明图1所示，此时焊条(11)作为电极，靠母材和电极之间产生的电弧(12)热，熔化作为电极的焊条和母材，以此来完成焊接金属(13)，即在焊接部位形成焊缝，有埋弧焊、涂药焊、二氧化碳气体保护焊等焊接方法；另外一种是电极非熔解式焊接方法。如图2所示，在此方法中电极(21)只起产生电弧(22)的作用，为达到焊接的目的，另外加入熔接件(23)到电弧发生区域中使其熔化并进行焊接，有钨极惰性气体保护焊和原子氢焊接等焊接方法。在上述的电弧焊方法中，除了涂药焊之外，在焊接中为防止焊接过程中被熔化的金属液的氧化，往熔池附近输送惰性气体、二氧化碳等保护气体，把熔解的金属和周围的空气隔断，因此也叫气体保护焊。气体保护焊是一种高效率的焊接方法，在汽车、造船、建筑等领域广泛使用，但他存在如下问题；钢材的价格性能比非常好，但耐蚀性差，为提高耐蚀性在钢材表面电镀锌或锌合金。但是，在焊接时钢材表面的镀层会引起焊接缺陷。即，钢材表面的镀锌层的熔点、沸点低、因此电弧焊性能非常差，其原因如下；在电弧焊时产生的热量，使焊池及热影响区表面的镀锌层的温度达到沸点以上，此时锌被蒸发并浸入到焊池中被熔解的金属当中。因此，浸入到焊池中的被熔解金属中的锌气体，在金属凝固后残留在焊缝中形成内部残留有气体的缺陷即气孔。上述的残留气体在金属凝固过程中从焊缝表面中冒出时在焊缝表面形成焊坑。如上所述，在焊接中因锌气体所引起的气孔和焊坑，使焊接性能恶化、降低焊接强度，并容易引起断裂，因此必须防止产生气孔和焊坑等缺陷。以前镀锌钢板厚度在20um以下的汽车焊接或轻型钢筋用镀锌钢材的焊接中，把以前的粉芯焊丝使用在镀层厚度在50um～500um范围的钢材或镀层中有沟的钢管或船舶的空调配管等镀锌钢管的焊接中时，会产生大量的气孔和焊坑，并产生严重的飞溅，飞溅的金属会堵塞保护气体供应装置的喷嘴，因此降低气体保护效率，给连续焊接造成困难。为得到良好的焊接性能，采用焊接前先磨掉焊接区的镀层，在对接焊时加大焊缝根部的间距使蒸发的锌气容易扩散等方法或采用2次焊接，第一次焊接时增加预热效果使镀层中的锌预先气化，然后再进行第二次焊接的方法，上述方法的焊接作业性能等非常差。本专利技术的目的是提供一种在焊接镀锌钢材时能尽量减少焊坑、气孔的产生，能顺利进行连续的焊接作业，能适当控制飞溅的减少焊坑及气孔性能优良的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝。本专利技术是这样实现的，粉芯焊丝中填充的焊剂的含量占全部重量的10～20％，外皮的含量占全部重量的80～90％。在上述焊剂中铁成分、脱氧剂及电弧稳定剂等其它成分的含量占全部焊丝重量的5～15％。把上述构成的焊剂填充在软钢外皮中的方法制作焊接镀锌钢板用的粉芯焊丝，如图4所示，在软钢外皮(41)的内部填充焊剂(42)来构成，组成焊剂的成分是相对于焊丝全部重量，熔渣生成剂2～15％，硅氧化物1.0～10％，金属钛或金属镁及其合金混合物中的含有金属钛成分的至少2种以上的成分；0.4～3％，钠氟化物和钾氟化物中的一种氟化物0.1～1％，如图4所示，在软钢外皮(41)的内部填充焊剂(42)来构成，组成焊剂的成分是相对于焊丝全部重量，熔渣生成剂2～15％，硅氧化物1.0～10％，金属钛或金属镁及其合金混合物中的含有金属钛成分的至少2种以上的成分；0.4～3％，钠氟化物和钾氟化物中的一种氟化物0.1～1％，其余成分为铁质·脱氧剂·电弧稳定剂。上述组成焊剂的各成分的含量对，焊接性能的影响如下；以二氧化钛为主要成分的熔渣生成剂，当其含量少于2％时，焊接时形成的电弧不稳定、焊缝形状不均匀、并增加飞溅和堵塞保护气体供应装置的喷嘴的现象；当含量超过15％时，在焊缝中大量产生焊坑和气孔等缺陷。硅氧化物的功能中也具有上述熔渣生成剂的功能，当其含量少于1％时，焊接部位的玻璃状熔渣不容易脱落，并且焊缝容易隆起；其含量超过10％时，电弧不稳定、飞溅增加。金属钛或金属镁及其合金混合物中含有金属钛的至少2种以上成分组成的添加物，当其含量少于0.4％时，电弧不稳定、焊缝中的气孔和焊坑数量增加；当其含量超过3％时，飞溅现象严重且不容易形成均匀的焊缝。钠氟化物或钾氟化物之中的一种氟化物，当其含量少于0.1％时，电弧不稳定；超过1％时，飞溅增加。本专利技术镀锌钢板焊接用粉芯焊丝，在焊接镀锌层较厚的钢板时，不仅能最小程度地减少焊坑和气孔，也能抑制飞溅的发生，因此能提高焊接性能，能更好地应用于连续焊接工程和自动化焊接工程上。以下结合附图对本技术做进一步的描述；图1是电极熔解式电弧焊过程的示意图。图2是电极非熔解式电弧焊过程的示意图。图3是使用本专利技术的粉芯焊丝的焊接作业图，(a)是斜视图，(b)是侧视图，(c)是侧端面图。图4是焊接用粉芯焊丝的端面图。(图的主要部分符号的说明)11焊条(电极) 21焊接电极23熔解件34焊枪38、39焊缝41外皮为调查使用本专利技术的焊丝时的焊接性能，进行了如图3中(a)至(c)的焊接方法。如图3所示，为了在平板形主母材(31)的上面垂直地焊接同一形状的副母材(32)，使供应焊丝(33)的焊枪(34)和主母材之间的水平倾斜角(35)为60～70度，和副母材之间的垂直观倾斜角(36)为45度，焊丝(33和副母材(32)的下端之间的距离(37)为焊丝直径的1～1.5倍，并采用两次焊接的方法在第一次焊缝(38)的上面再形成第二次焊缝(39)。此时，焊接用粉芯焊丝的直径为1.2mm、焊接电流为180～280安培、焊接电压为28～32伏特、二氧化碳气体的每分钟供应量为20升、二氧化碳气体保护焊的焊接速度为每分钟30cm。上述中的两个母材是厚度为19mm、宽为100mm、长为500mm的ss400(JISG3101)材质钢，在其两面电镀厚度为100～500um的锌。上述中的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝的外皮是SPWB材质的冷轧钢带，其重量构成是外皮占80～90％，里面填充的焊剂占10～20％。在上述实施例中使用的焊剂中的重要成分的含量和对应的减少气孔的性能和焊接作业性能如下表1。表1 上述表中的减少气孔的性能A是根据焊缝中的焊坑数来评价的，B是根据焊缝中的气孔数来评价的，作业性能是根据飞溅的情况评价的。焊接长度为500mm时，焊坑及气孔数量非常多时用“◎”表示，1～2个时用“○”表示，3～5个时用“△”表示，6个以上时用“×”表示。作业性能是以飞溅的发生情况为基准相对评价的，综合评价是减少气孔性能中的2个项目和作业性能评价等3个项目中有1个以上“×”时用“×”表示，其它情况是比照这种情况来相对评价的。从上表1的比较例1和2看出，金属钛和金属镁的含量不到0.4％，时，焊坑和气泡增加，从比较例3和4看出当其含量达到0.4％时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少焊坑及气孔性能优良的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝，其特征是在由焊剂和外皮（ｓｈｅａｔｈ保护套）构成的镀锌钢板焊接用粉芯焊丝中，前述的外皮的重量为全部焊丝重量的８０％～９０％，焊剂的重量为１０％～２０％，这时，焊剂中的成分相对于焊丝的全部重量，熔渣生成剂：２％～１５％，硅氧化物：１．０～１０％，钛金属或镁金属及其合金混合物之中含有钛金属的至少两种以上的成分：０．４％～３％，氟化钠和氟化钾之中的一种氟化物：０．１％～１％，其余成分为铁质.脱氧剂.电弧稳定剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金宗元，
申请(专利权)人：株式会社KISWEL，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]