[發明專利]一種高韌性氣電立焊用藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201410437675.2
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104148824A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 蔣勇;任軍;陳維富;馬彥龍
• 申請（專利權）人: 四川大西洋焊接材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368;B23K35/365;B23K9/173
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，涉及一種高韌性氣電立焊用藥芯焊絲。

背景技術

氣電立焊是一種高效的焊接方法，氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣焊發展而形成的一種熔化極氣體保護電弧焊方法。其焊接效率及焊接質量均較高，主要應用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應用于相應尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側板的中厚板的焊接。

隨著社會經濟快速增長，船舶運輸行業興盛，高韌性高強度的焊接成為發展重點，氣電立焊作為一種高效的焊接方法具有很大的發展空間。但目前中國境內研究生產的焊絲常常出現焊接力學性能不穩定的情況,工藝性能不能滿足氣電立焊的高需求。

當前所有氣電立焊藥芯焊絲的使用基本全都依賴進口，市場被發達國家大公司壟斷，使得氣電立焊成本高昂，不利于普及。但隨著中國造船工業和石油儲備行業的發展，迫切需要一種成本低、焊接力學效果好的氣電立焊用焊絲。

發明內容

本發明通過藥芯成分的有機組配并與低碳鋼外皮配合，提供一種焊接工藝性能和理化性能良好的氣電立焊藥芯焊絲，電弧穩定性好、飛濺少、煙塵小、脫渣容易、焊縫正反面成型好，再引弧性能良好，完全滿足氣電立焊的高需求標準。

為實現本發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高韌性氣電立焊用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，其特征在于，所述藥芯中各組分以全部焊絲的重量百分比計，分別為：

CaF₂：0.50-0.65?%；

碳酸鈉：0.40-0.60%；

含鉀化合物：0.10-0.25%；

鋁（Al）粉：0.10-0.20%；

鉬鐵粉：0.10-0.30%；

電解錳：1.5-3.0%；

硅鐵：0.60-0.75?%；

石英砂：0.10-0.15%；

鈦鐵：0.6-0.8%；

氧化鋁：0.10-0.15%；

鐵粉：15-20%；

所述藥芯的填充率為19.1-26.85%。

進一步地，所述低碳鋼外皮包括以下組分，以全部焊絲的重量百分比計，分別為：

C：0.01-0.10%；

Mn：0.1-0.4%；

Si：0.01-0.03%；

S：0.005-0.015%；

P：0.005-0.015?%；

余量為鐵。

優選地，所述藥芯焊絲的直徑為1.6mm。

優選地，所述藥芯填充率為20-25%。

制備上面所述的高韌性氣電立焊用藥芯焊絲的方法，其特征在于，采用以下步驟：將藥芯中各成分按比例混合均勻后，將藥芯置于低碳鋼外皮上，經過包裹或卷制成絲，然后細拉至相應規格即得所述高韌性氣電立焊用藥芯焊絲。

優選地，所述藥芯組分中含鉀化合物為鉀長石或碳酸鉀，或兩者的組合；含鉀化合物為碳酸鉀時，其重量占全部焊絲重量的0.12-0.17%。

優選地，所述藥芯組分重量百分比中，CaF₂：碳酸鈉=5：4，電解錳：硅鐵=4：1。

優選地，所述高韌性氣電立焊用藥芯焊絲在垂直氣電立焊中的焊接參數為：電壓范圍為32～41V之間，電流范圍為340～410A。

優選地，所述高韌性氣電立焊用藥芯焊絲在垂直氣電立焊中焊接要求的坡口角度為22.5℃，背面坡口間隙為5±1mm，正面間隙17±1mm。

本發明中各組分的作用及機理：

電解錳：錳是重要的脫氧劑，同時也是焊縫金屬重要的合金劑。對焊縫金屬的強度和韌性有重要影響。錳可以降低奧氏體向鐵素體轉變溫度，促進AF（針狀鐵素體）形成；錳含量增加可以提高焊縫的低溫沖擊韌性，但太高時則相反，此外，錳還能與硫形成MnS，降低焊縫的雜質含量。Mn能夠有效地減少焊縫金屬中的含硫量，因此適量的加入可以提高焊縫金屬的低溫韌性，同時提高強度。在本發明中Mn是以電解錳的形式加入的，占焊絲的總重量百分比1.5-3.0%。加入過多會造成強度升高，沖擊值降低。

硅鐵：硅是重要的脫氧劑同時也是焊縫金屬重要的合金劑，硅可以降低焊縫金屬的含氧量，提高焊縫金屬的沖擊韌性，但太高時則相反；采用硅錳聯合脫氧其效果較好。Si可以與Mn形成已成熟的韌化機理，同時能夠起到聯合脫氧的作用。Si主要來源于硅鐵，當硅鐵重量百分比在0.60-0.75?%之內時力學性能良好，大于0.75%時其強度增加，沖擊韌性下降。