一种金属芯型药芯焊丝制造技术

本发明专利技术焊丝是一种ＣＯ↓［２］气体保护焊接碳素钢和４９０ＭＰａ级高强度钢用的金属芯型药芯焊丝。药芯的成分（重量％）为：Ｋ：０．３－３，Ｎａ：０．２－２，Ｋ／Ｎａ：０．４－３．０，Ｓｉ：２．５－８，Ｍｎ：５－１５，Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｔｉ：０．５－５，Ｆｅ：６０－９０，ＴｉＯ↓［２］：０．５－５，ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＭｎＯ：０．５－５。本焊丝具有电弧稳定，飞溅少，工艺性能优良，焊缝韧性好，熔敷效率高的特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于气体保护焊的金属焊接材料领域，本焊丝适合于焊接桥梁，船舶，压力容器和工程机械等钢结构。目前，市场上大量生产和使用的药芯焊丝，按药芯组成分类，大体可分为TiO2型药芯焊丝，CaO-TiO2型药芯焊丝和金属粉型药芯焊丝。金属粉型药芯焊丝，与其它药芯焊丝相比，①具有熔敷效率高，可以明显提高生产效率；②渣量少的，可以不用清渣连续进行多层施焊。因此，深受用户欢迎。但，以往金属芯型药芯焊丝也存在明显的不足之处，与TiO2型药芯焊丝相比，具有①飞溅较大，②成型不够理想的缺点。其中，尤其是飞溅大的缺点，常常影响到焊丝的推广应用。为了克服焊接飞溅大的缺点，人们进行了许多研究和改进。归纳过去减小飞溅的措施，如日本公开专利平3-275295和公开专利平4-274895等提出的那样，主要有①限制焊丝的含C量，②控制填加稳弧剂的种类和含量，常用有K、Na等，③控制药芯分布的均匀性等。其中以第②项措施效果最为明显。在上述的专利中也以K、Na为主要稳弧剂，但它未给出K/Na的比值，同时降低飞溅并不理想。本专利技术的目的在于提供一种电弧稳定，飞溅少，工艺性能优良的金属芯型药芯焊丝。为了减少焊接飞溅，我们对常用的稳弧剂K、Na进行了全面实验，飞溅程度随K/Na变化的实验结果绘成图1所示的曲线。当K、Na在单独加入药芯焊丝时，可以起到稳定电弧，减少飞溅的作用，这已经为许多实验所证明。当它们同时加入时，如图1所示实验曲线，由于它们的交互作用，K/Na在某一比例0.4-3.0，特别是0.8-2.0时，曲线出现最小值，飞溅减小到最小。基于此，提出了一种的金属芯型药芯焊丝。基于上述，本专利技术焊丝包括金属外皮和药芯，其组成(重量％)为金属外皮70-90％，药芯10-30％，其特征在于所述药芯的具体化学成分(重量％)为K0.3-3，Na0.2-2，其中K/Na0.4-3.0，Si2.5-8，Mn5-15，Al+Mg+Ti0.5-5，Fe60-90，TiO20.5-5，SiO2+Al2O3+MnO0.5-5。上述药芯中最佳K/Na为0.8-2.0。现将本专利技术焊丝化学成分的设计依据叙述如下K、Na是三要稳弧剂，含量适当时可明显减少飞溅。当K、Na分别低于药芯重量的0.3％和0.2％时，减少飞溅的作用不明显。当K、Na分别高于药芯重量的3％和2％时，由于电弧过长，飞溅也会增加。K/Na比例在一定范围时，由于它们的交互作用，如实验曲线图1所示，减少飞溅的作用最为明显，当K/Na为0.4-3.0，特别是0.8-2.0时，可以将飞溅减少到最小。K、Na的原料可用K2CO3，K2SiF6，K2Ti4O9K2SiO3NaFNa2SiF6Na2AlF6Na2CO3Na2SiO3等。Si、Mn是主要脱氧剂，降低焊缝中的氧含量，改善焊缝的韧性。同时Mn也是主要合金元素，确保焊缝具有高的强度和韧性。当Si、Mn含量过高时，对焊缝的韧性不利。Al、Mg、Ti属于强脱氧剂，对于降低焊缝的氧含量起重要作用。同时也有利于稳定电弧和减少飞溅。当它们含量过高时，会增加电弧的挺度，不利于减少飞溅，同时，由于在焊缝中残存含量过高，也不利于焊缝的韧性。Fe粉是构成药芯的主要成分，可大幅度提高焊丝的熔敷效率。TiO2属于造渣剂，有利于焊缝的成型，有利于焊缝的韧性，同时也有利于稳弧和减少飞溅。SiO2、Al2O3、MnO属于造渣剂，用于调节熔渣的熔点和粘度，改善焊缝的成型。本专利技术药芯焊丝，制造方法不限，可以采用卷曲方法制造，也可以采用无缝管装药方法制造。焊丝的外皮采用低碳钢，成分原则上不限，但从降低飞溅和便于拉拨制造，以C含量少于0.05％为宜。本专利技术药芯焊丝，适合于CO2保护下焊接碳钢和490MPa级高强度钢。本专利技术药芯焊丝与现有金属芯型药芯焊丝相比，具有电弧稳定，飞溅少的优点。 附图说明图1是金属芯型药芯焊丝中K/Na对飞溅程度影响的曲线图。图1中，横坐标X为K/Na，纵坐标y为金属飞溅率(g/min)。实施例根据本专利技术药芯焊丝的组成范围，制成三批药芯焊丝，其药芯成分如表1。采用钢带卷曲的方法制造。钢带的成分(重量％)C 0.02，Si 0.01，Mn 0.30，P 0.013，S 0.010，余为Fe。药粉填充率(即药粉占焊丝重量百分比)18％。卷制并最终拉拔成直径1.2mm的成品焊丝。焊接实验中，采用Q235C钢板，20mm，制成120×300mm的试板，表面去除锈污。采用DC(-)极性，250A，28V，焊速mm/min，CO2，201/min，杆伸长20mm，测量飞溅。用同样焊接规范堆焊熔敷金属试板，检测拉伸强度和冲击功，结果列入表2。表1实施例焊丝的药芯成分(重量％) 表2实施例焊丝焊接飞溅率和焊缝的性能 权利要求1.一种金属芯型药芯焊丝，包括金属外皮和药芯，其组成(重量％)为金属外皮70-90％，药芯10-30％，其特征在于所述药芯的具体化学成分(重量％)为K0.3-3，Na0.2-2，其中K/Na0.4-3.0，Si2.5-8，Mn5-15，Al+Mg+Ti0.5-5，Fe60-90，TiO20.5-5，SiO2+Al2O3+MnO0.5-5。2.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于所述药芯中最佳K/Na0.8-2.0。全文摘要本专利技术焊丝是一种CO文档编号B23K35/368GK1249980SQ9911971公开日2000年4月12日 申请日期1999年9月29日 优先权日1999年9月29日专利技术者王禄田, 梁东图, 佟淑瑛, 潘川 申请人:冶金工业部钢铁研究总院, 北京钢廉焊接材料有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属芯型药芯焊丝，包括金属外皮和药芯，其组成（重量％）为：金属外皮：７０－９０％，药芯：１０－３０％，其特征在于：所述药芯的具体化学成分（重量％）为：Ｋ：０．３－３，Ｎａ：０．２－２，其中Ｋ／Ｎａ：０．４－３．０，Ｓｉ：２．５－８，Ｍｎ：５－１５，Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｔｉ：０．５－５，Ｆｅ：６０－９０，ＴｉＯ↓［２］：０．５－５，ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＭｎＯ：０．５－５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王禄田，梁东图，佟淑瑛，潘川，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，北京钢廉焊接材料有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]