[發明專利]低氫高韌性酸性藥芯焊絲

在審

• 申請號: 201611155007.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106695155A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 曹立兵
• 申請（專利權）人: 安徽華眾焊業有限公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/30
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種低氫高韌性酸性藥芯焊絲。

背景技術

藥芯焊絲一般分為酸性、堿性、金屬粉型和自保護型四種基本類型。其中酸性藥芯焊絲主要是用金紅石、硅鋁酸鹽進行造渣，屬于TiO₂-SiO₂渣系。其焊接工藝性能優異，溶渣的流動性好，凝固溫度范圍很小，“具有短渣”的特性，適用于全位置焊接。由于酸性藥芯焊絲的藥粉中含有大量的金紅石，硅鋁酸鹽或其它的酸性氧化物，會使電弧穩定性提高，使電弧柔軟，同時，也會使液態金屬與溶渣的界面張力降低，促使熔滴顆粒變小，易形成噴射過渡。但其存在的一個很大的問題就是焊縫金屬的低溫沖擊韌性較差，因而限制了它在重要結構焊接方面的應用。為此，人們又研制出鈦鈣型藥芯焊絲，即在藥粉中加入多量的堿性氧化物，提高溶渣的堿度，這樣使焊縫金屬的低溫沖擊韌性得到了一定改善；但隨之產生的問題是由于溶渣流動性過大，熔滴過渡形式由細顆粒過渡變為粗顆粒過渡，使焊接工藝性能惡化。因而鈦鈣型藥芯焊絲的應用范圍也受到一定限制。

目前，現有酸性藥芯焊絲的特點是焊接工藝性能良好，但低溫沖擊韌性較差，其沖擊功標準值Akv≥27J(-20℃)，擴散氫含量一般為2～14ml/100g。

隨著工業裝備向高強度、高韌性和超低氫發展，迫切需要一種焊接工藝優良、高韌性、含氫量低的酸性藥芯焊絲，但目前尚未見到有此類產品技術。

發明內容

本發明提出一種低氫高韌性酸性藥芯焊絲，該藥芯焊絲電弧穩定性好、飛濺少、煙塵小、脫渣容易，具有高韌性、低含氫量特點。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種低氫高韌性酸性藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：

螢石3～7％、二氧化鈦5～10％、石墨3～6％、鉬鐵粉1～3％、硅錳合金15～30％、二氧化硅10～15％、鎳6～10％、氧化鋁2～6％、氧化錳2～6％，余量為鐵粉；所述藥芯的填充率為30～40％。

進一步，所述錳硅合金中錳的含量為65～75％。

進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：

螢石4％、二氧化鈦7％、石墨5％、鉬鐵粉2％、硅錳合金22％、二氧化硅12％、鎳8％、氧化鋁4％、氧化錳5％，余量為鐵粉；所述藥芯的填充率為32～38％。

進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：

螢石7％、二氧化鈦5％、石墨6％、鉬鐵粉1％、硅錳合金16％、二氧化硅10％、鎳10％、氧化鋁6％、氧化錳6％，余量為鐵粉。

進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：

螢石3％、二氧化鈦10％、石墨5％、鉬鐵粉3％、硅錳合金28％、二氧化硅15％、鎳6％、氧化鋁2％、氧化錳2％，余量為鐵粉。

進一步，藥芯焊絲的直徑為1.6mm。

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。

二氧化鈦：主要作用是穩弧、造渣，調整熔渣物理性能，改善焊縫成型和減少飛濺。若含量過低，則不易形成短渣，對立、橫位置焊不利；若含量太高，則明顯影響綜合力學性能。

鉬鐵：鉬細化焊縫金屬晶粒尺寸，能顯著提高焊縫金屬強度，但過高會影響焊縫金屬韌性。為了控制過渡到焊縫金屬的鉬含量，主要來源于鉬鐵。Mo能顯著提高焊縫金屬強度，主要來源于鉬鐵。鉬鐵占焊絲總重量的0.1～0.3％。但大于0.3％會影響焊縫金屬韌性，小于0.1％時對其強度影響不大。

鐵粉：藥芯中加入鐵粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于穩弧，為了保證高的熔敷效率、主要來源于還原鐵粉或霧化鐵粉。

SiO₂是一種酸性物質，降低了堿度，能影響抗氣孔能力，SiO₂參與造渣，調整渣的凝固點、表面張力及熔渣高溫粘度，對焊縫成形的控制非常重要。

氧化鋁是高熔點物質，在配方中使用，提高熔渣表面張力的提高熔渣溫度，起到改善焊縫成型起著穩弧、造渣的作用。

氧化錳，在配方中使用，提高熔渣表面張力的提高熔渣溫度，起到改善焊縫成型起著穩弧、造渣的作用。

本發明的有益效果：