[發明專利]一種藥芯焊絲用穩弧劑及其制造方法和應用

有效

• 申請號: 201210268126.8
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102806430A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 譚靜;汪昌紅;王玲艷
• 申請（專利權）人: 武漢鐵錨焊接材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/368
• 分類號: B23K35/368
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及新材料領域，具體涉及一種藥芯焊絲專用穩弧劑及其制造方法和應用。

背景技術

在焊條、藥芯焊絲等焊接材料中，為了提高焊接電弧的穩定性，往往在藥皮或是藥芯中加入一定數量的穩弧劑。穩定的電弧可以顯著降低飛濺、細化熔滴、提高焊接效率。而焊接材料的穩弧性取決于電弧的化學成分，電弧中含有易電離的元素即電離勢越小的元素及其化合物越多，電弧越穩定。K、Na等堿金屬則屬于易電離元素。因此焊接材料中常用的穩弧劑其主要成分為K、Na的化合物。

目前，市場上有多種焊條用的穩弧劑，大都性能優良。但隨著藥芯焊絲在國內的迅猛發展，一種適合藥芯焊絲用的，性能優良的穩弧劑尚不多見。由于藥芯焊絲特有的制造工藝及使用特性，適合藥芯焊絲藥芯填充用的穩弧劑必須滿足以下幾個要素：?

1）良好的抗吸潮能力。由于穩弧劑的主要成分是K、Na的化合物，因而不可避免會產生游離的K+、Na+，使穩弧劑在存放和使用過程中極易吸潮。結合藥芯焊絲的制造過程而言，藥芯下粉和成品藥芯焊絲上的合縫都會導致藥芯粉料在空氣中不同程度地裸露，不可避免會受潮。而嚴重受潮后的穩弧劑混入粉料，會增大粉料中的水分含量，導致藥芯焊絲焊接后的焊縫擴散氫含量增高，出現各種焊接缺陷如氣孔、壓痕等，嚴重使還會出現焊接冷裂紋，極大影響焊接質量。因此如何最大程度上地減少穩弧劑中游離的K⁺、Na⁺含量，提高其抗吸潮能力，是制造一種性能優良的穩弧劑的關鍵。

2）良好的顆粒度分散性和流動性。藥芯焊絲多采用皮帶傳動自動下粉。藥芯粉料通過下粉管口，承載到皮帶上，皮帶連續傳動，將粉料送入已軋制形成U型口的藥芯焊絲鋼帶外皮上端，粉料依靠重力作用落入鋼帶外皮的U型口內，隨后經過多道次的軋制變形，將口封住，藥芯便包裹在鋼帶外皮內。因此，只有具有良好顆粒度分散性和流動性的粉料才能保證在重力落入時連續、均勻，從而保證藥粉填充量的均勻一致，使藥芯焊絲達到良好的焊接性能。而焊接材料中常用的穩弧物質如長石、云母等，大多顆粒細小，堆積密度小，流動性差，單純混入粉料無法保證下粉均勻，從而影響填充量的均勻一致，破壞藥芯焊絲的焊接性能。因此將所須穩弧物質混合、熔煉、造粒，制成具有良好顆粒度分散性和流動性的熔煉型鈦酸鉀填入藥芯是解決藥芯焊絲穩弧特性的有效途徑。

3）良好的提高藥芯焊絲低溫沖擊韌性的能力。近年來，藥芯焊絲因其焊接工藝優異，焊接效率高，化學成分靈活調整，適應性廣等優點倍受青睞，但由于其自身特點，藥芯焊絲在低溫沖擊韌性方面無法與實芯焊絲等傳統產品相企及。因此，在厚板、重要連接件等低溫沖擊韌性要求高的部位藥芯焊絲仍得不到深入應用。要擴寬藥芯焊絲的應用領域，大幅提高其低溫沖擊韌性是先決條件。在藥芯中添加適量的稀土氧化物等可以凈化焊縫的物質是目前提高藥芯焊絲低溫沖擊韌性的有效途徑，但由于其加入量小，不易混合均勻，導致其稀土成分在焊縫中極易產生偏析，不但起不到積極作用，反倒會惡化偏析產生處的晶界性能，致使低溫沖擊韌性下降。因此在穩弧劑中加入如氧化釔等稀土氧化物成分，通過熔煉等工藝將其均勻熔入其中，通過藥芯粉料中穩弧劑的大量均勻分散，以最大程度減少稀土成分在焊縫中的偏析。

發明內容

為解決上述存在的問題，得到性能優良的穩弧劑，本發明提供一種適合藥芯焊絲專用的穩弧劑——熔煉型鈦酸鉀及其制造工藝。

本發明通過優化成分的比例，最大程度地減少化合物中游離K⁺、Na⁺的含量，提高了熔煉型鈦酸鉀的抗吸潮能力。同時添加稀土氧化物成分Y₂O₃，在最大程度減少其成分偏析的前提下，提高藥芯焊絲的低溫沖擊韌性。制造工藝上提高熔煉溫度，得到流動性良好的均勻顆粒。具體技術方案如下：

一種藥芯焊絲用穩弧劑，其特征在于其原材料組成的化學配比為：金紅石?45~60%，碳酸鉀??4~12%，碳酸鈉?2~8%，鎂砂2~10%，長石30~50%，氧化釔?1~5%。

作為優選，所述的藥芯焊絲穩弧劑，其特征在于所述原材料組成的化學配比為：金紅石52%，碳酸鉀??5%，碳酸鈉2%，鎂砂5%，長石?35%，氧化釔1%。

作為優選，所述的藥芯焊絲穩弧劑，其特征在于所述原材料組成的化學配比為：金紅石47%，碳酸鉀?4%，碳酸鈉3%，鎂砂??4%，長石40%，氧化釔2%。