本发明专利技术公开了一种软钢外皮内充填药粉的多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝，药粉各成份对焊丝的重量百分比（％）为，ＴｉＯ↓［２］：４．５～５．５％；ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＺｒＯ↓［２］：０．３～１．３％；碱性金属氧化物＋碱土金属氧化物：０．１～０．３％；Ｓｉ：０．７～１．５％；Ｍｎ：２．０～３．５％；Ａｌ：０．７～１．２％；Ｍｇ：０．５～１．０％；残余铁粉及不可避免的杂质等。充填于软钢外皮内的药粉密度为３．０～４．０ｇ／ｃｍ↑［３］，焊丝横截面的圆形度｛Ｒ：（最大直径－最小直径）／最大直径｝在０．０３以下。本发明专利技术在１６０厘米／分钟以上的高速焊接速度下，能够保持良好的电弧稳定性及焊道形状，而且能够获得良好的焊接金属。另外，在为防止母材被腐蚀而涂抹无机锌底漆的钢板上，焊接作业效果同样突出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焊丝，尤其是一种多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝，具体说，是一种在高速焊接工艺中具备高质量焊接性的多电极气体保护电弧焊药芯焊丝。
技术介绍
一直以来，人们为了提高工业生产效率，努力追求焊接的高速化和自动化。在这样的趋势下，人们为提高焊接速度所作的努力不仅涉及设备领域，还涉及到焊接材料领域； 其中，在平角焊(Horizontal Fillet)方面人们开发并使用了利用多电极实现高速、高效焊接的工艺法，但是比起单极焊接，多电极单极焊接法具有电弧稳定性、熔融电极稳定性等特点，特别是在高速焊接(≥160厘米/分钟)方面，其优点更为突出。因此，为了提高高速焊接的电弧稳定性和熔融电极的稳定性，人们在焊接点的分布、接地方法的改善、焊接电流/电压的调整方法及相关材料的开发层面上探索了控制药粉组成成份的方法。 然而，对于采用这种多电极(尤其是二电极)的焊接工艺而言，迄今为止开发的气体保护电弧焊接专用药粉充填焊丝在焊接速度超过160厘米/分钟时，无法显著改善焊道表面美观和焊道金属质量。 针对这样的局限性，人们为了克服它而不断进行努力。其事例有，日本特开平6-218578号和大韩民国公开特许2001-0061851号所记载的专利技术。在这里，日本公开特许的专利技术和大韩民国公开特许的专利技术分别通过控制TiO2、脱氧剂、氧化铁的添加量与熔渣形成剂中氧化铁的含量，力图确保高速焊接效率，但对于速度在160厘米/分钟以上的高速焊接来说，其效果仍然存在局限性。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝，该多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝在焊接速度超过160厘米/分钟时，能保持良好的电弧稳定性和焊接表面及焊道金属。 本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝，药粉由TiO2、SiO2+Al2O3+ZrO2、碱性金属氧化物+碱土金属氧化物、Si、Mn、Al、Mg和铁粉组成；药粉各成份相对焊丝(焊丝包括软钢外皮和药粉)的重量百分比为 TiO24.5～5.5％ SiO2+Al2O3+ZrO2 0.3～1.3％ 碱性金属氧化物+碱土金属氧化物0.1～0.3％ Si 0.7～1.5％ Mn 2.0～3.5％ Al 0.7～1.2％ Mg 0.5～1.0％ 余量为铁粉及不可除净杂质； 药粉充填于软钢外皮内的密度为3.0～4.0g/cm3，焊丝横截面的圆形度{R(最大直径-最小直径)/最大直径}为0.03以下(包括0.03)。 接下来是关于构成本专利技术焊丝的药粉组成成份及其限制原因。 首先，上面所讲的药粉成份中，含有TiO2。TiO2是熔渣生成剂，其主要作用是生成焊接熔渣，对焊道外观的形成产生一定影响，故在本专利技术中将其含量控制在4.5～5.5％，该比率是对焊丝重量的百分比。如果其含量不及4.5％，会导致焊道表面的熔渣分布不均衡，无法得到良好的焊道；相反，如果超过5.5％，因产生过多的熔渣，导致熔融电极不稳定，而且会使熔渣抱团，进而导致焊道不均衡。 药粉中还包含01.～0.3％的碱性金属氧化物和碱土金属氧化物。在碱性金属氧化物和碱土金属氧化物中，包括MgO、Li2O、Na2O、K2O、CaO，这些物质均为影响电弧稳定性及熔渣粘性的氧化物，与TiO2一同被作为熔渣生成剂添加到药粉中。如果其含量不及0.1％，电弧会变得不稳定，而且熔渣粘性下降，导致熔渣下垂；相反，如果超过0.3％，电弧过强，电弧柱的鲜明度下降，熔渣粘性增强，导致熔渣抱团。 药粉中含有0.3～1.3％的SiO2+Al2O3+ZrO2。这些物质是对熔渣流动性产生影响的氧化物，如果其含量不及0.3％，无法期待相应的效果，而超过1.3％，会使熔渣的透明化倾向增强，不利于熔渣的剥离。 药粉中含有0.7～1.5％的Si。Si是脱氧剂，主要影响焊接金属的物理性质，如果其含量不及0.7％，焊接金属的物理性质会下降，熔敷性降低，进而导致熔池的粘性增强，进行平角焊时不利于等角的形成；而如果含量超过1.5％，会导致焊接金属的硬度过分增强及拉力下降，并且在脱氧后生成过多的SiO2，无法获得良好的焊道。 药粉中还含有2.0～3.5％的Mn。本专利技术中，Mn用于脱氧剂，可对焊接金属的物理性质产生影响。如果其含量不及2.0％，脱氧能力减弱，产生缺陷的倾向增强，并使焊接金属的机械性质下降；而如果其含量超过3.5％，焊接金属的抗拉强度增大，韧性下降。 药粉中含有0.7～1.2％的Al。Al是强力脱氧剂和脱氮剂，可提高耐气孔性。但如果Al的含量不及0.7％，脱氧效果下降，会增加熔敷金属的缺陷；相反，如果超过1.2％，虽然脱氧及脱氮效果增强，但因电弧过强，焊接金属中的Al含量过多，导致焊接金属的韧性下降。 药粉中含有0.5～1.0％的Mg，Mg是强力脱氧剂。如果Mg含量不及0.5％，不仅脱氧效果低下，而且耐气孔性也会下降，导致焊接部位产生气孔；相反，如果其含量超过1.0％，虽然能显著增强脱氧效果，但因含量过多，可能导致电弧爆炸现象，而且熔渣的碱性增强，容易使熔渣剥离性下降。 另外，本专利技术中，药粉含有一些残余铁粉和不可避免的杂质。 在本专利技术中，将上述成份的药粉填入管状软钢外皮内部时，必须将其充填密度控制在3.0～4.0g/cm3。 最近，为了改善生产效率而提高焊接速度已经成为了新的焦点。但正如前面所述，现有工艺在提高焊接速度方面存在局限性。因此，本专利技术的专利技术者们为顺应超高速焊接趋势，对多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝进行了深入研究和反复实验，结果发现，虽然药粉密度在普通焊接环境下不会产生太大影响，但在多电极高速焊接环境下，会对电弧产生很大的影响。 这里所说的药粉密度，与药粉充填率(焊丝单位重量相对应的药粉重量百分比)或药粉的比重是完全不一样的概念。所谓药粉密度是表示在管型钢材表皮内部空间中充填的药粉密集程度的一种尺度，在制造过程中可通过调整药粉投入量和拨丝速度、拨丝进度来控制药粉密度。 在本专利技术中，如果药粉充填密度小于3.0g/cm3，会导致多电极高速焊接的电弧稳定性会下降、焊道外观不良，而且焊接金属发生缺陷的可能性提高；相反，如果药粉充填密度超过4.0g/cm3，会导致多电极高速焊接的电弧过于集中，发生焊蚀等焊接缺陷，而且先行电极中局部发生电弧过于集中的现象，使熔融电极变得极其不稳定，进而对后行电极的电弧稳定性造成不利影响。 另外，本专利技术的药芯焊丝对焊丝横截面形状的圆形度{R(最大直径-最小直径)/最大直径}必须在0.03以下。本专利技术的专利技术者们通过研究发现，对于多电极高速焊接而言，焊丝的圆形度也是重要的影响因素。即，焊丝圆形度是形成电弧柱的重要因素，如果焊丝圆形度超过一定范围之外，会导致电弧柱的变形、不稳定及电弧偏向等现象。关于上述圆形度的定义适用于(最大直径-最小直径)/最大直径。 需要注意的是，圆形度在0.03以下时，多电极焊接的电弧会非常稳定，但是超过0.03时，电弧柱会变形，导致电弧稳定性下降，增强熔池分散现象，进而引发焊道发生缺陷及熔渣不均衡问题。 本专利技术的有益效果是本专利技术的多电极气体保护电弧焊接用药芯充填焊丝适用于水平及下向平角焊接，在160厘米/分钟以上的高速焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多电极气体保护电弧焊专用药芯焊丝，其特征是：药粉由ＴｉＯ↓［２］、ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＺｒＯ↓［２］、碱性金属氧化物＋碱土金属氧化物、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ和铁粉组成；药粉各成份相对焊丝的重量百分比为： ＴｉＯ↓［２］： ４．５～５．５％ ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＺｒＯ↓［２］： ０．３～１．３％ 碱性金属氧化物＋碱土金属氧化物：０．１～０．３％ Ｓｉ： ０．７～１．５％ Ｍｎ： ２．０～３．５％ Ａｌ： ０．７～１．２％ Ｍｇ： ０．５～１．０％ 余量为铁粉及正常含量下的不可除净杂质； 药粉充填于软钢外皮内的密度为３．０～４．０ｇ／ｃｍ↑［３］，焊丝横截面的圆形度为０．０３以下。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：柳世烈，金龙德，
申请(专利权)人：苏派特金属昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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