CN101450425B

CN101450425B - 耐热钢药芯焊丝

Info

Publication number: CN101450425B
Application number: CN2008101642325A
Authority: CN
Inventors: 陈定龙; 鲁永顺
Original assignee: NINGBO LONGXING WELDING AND CUTTING EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: NINGBO LONGXING WELDING AND CUTTING EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: CN101450425A

Abstract

本发明公开一种耐热钢药芯焊丝，其药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成：金红石21％～23％，硅灰石1.5％～2.5％，硅锰合金19％～21％，铁粉8.5％～10.5％，镍粉1.5％～2.5％，冰晶石2.5％～3.5％，长石7％～9％，铬铁13％～14％，钼铁6％～7％，中碳锰铁6％～7％，镁砂2.5％～4.5％，石英6％～7.5％，萤石0.5％～2％，铝镁合金1.5％～3％，钛铁0.5％～2％。本发明的药芯焊丝，在焊接使用时既能用CO₂气体保护焊，又具有飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧，熔滴过度形态为射流过渡的优点。

Description

耐热钢药芯焊丝

技术领域

本发明涉及一种金属焊接材料技术领域，具体涉及一种耐热钢药芯焊丝。

背景技术

以Cr-Mo(铬-钼)为基材的低、中合金珠光体耐热钢(包括贝氏体钢)是动力、石油和化工等工业高温条件下工作的重要金属材料。它一般用于600℃以下环境使用，其不仅有很好的抗氧化性和热强性，还有比较好的耐硫酸和耐氢腐蚀的性能。这类钢的焊接方法常用的有手工电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊和TIG焊，通常传统的耐热钢药芯焊丝在使用时必须使用混合气体(Ar+CO₂)作为保护气体，以保证弧的稳定性和金属滴的移动，但Ar价格较高，且Ar+CO₂不易控制，因此使得传统的耐热钢药芯焊丝的使用环境受到限制。若采用100％CO₂气体保护焊，则存在焊接过程飞溅较大，不容易脱渣，电弧不稳定，焊缝金属的氧含量增大，焊缝金属韧性降低等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种既能用CO₂气体保护焊，又具有飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧，熔滴过度形态为射流过渡的耐热钢药芯焊丝。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种耐热钢药芯焊丝，其药芯粉的各成分的重量百分比为：金红石21％～23％，硅灰石1.5％～2.5％，硅锰合金19％～21％，铁粉8.5％～10.5％，镍粉1.5％～2.5％，冰晶石2.5％～3.5％，长石7％～9％，铬铁13％～14％，钼铁6％～7％，中碳锰铁6％～7％，镁砂2.5％～4.5％，石英6％～7.5％，萤石0.5％～2％，铝镁合金1.5％～3％，钛铁0.5％～2％。

金红石：其含TiO₂量大于95％，作为造渣剂使用，严格控制造渣剂的加入量，可以减薄焊后渣壳，有利于熔池中气体的逸出，减少气孔数量，提高焊丝的熔敷速度。

硅灰石：其CaSiO₃的含量大于65％，主要起到造渣作用，还可以调整熔渣的粘度、熔点、表面张力和流动性。

硅锰合金：其硅的含量为20％～25％，配方中加入适量的硅元素有助于改善焊缝成型。

铁粉：其Fe的含量不低于98％，铁粉的加入量增大可以有助于提高熔敷效率，减少在带底漆钢板上高速角焊时出现的气孔和凹坑的数量。

镍粉：其镍的含量不低于99％，向焊缝金属过渡合金元素。

冰晶石：其氟铝酸钠的含量不小于98％，氟化物的加入，可以降低电弧区域中氢气的分压，抵抗气孔的出现，且钠元素的存在还可以稳定电弧燃烧。

长石：其二氧化硅的含量为65％～68％，其氧化铝的含量为17％～25％，主要作为造渣剂使用，能调节熔渣的物化性能，由于还含有K₂O及Na₂O，有助于提高稳弧性。

铬铁：其铬的含量为64％～66％，向焊缝金属过渡合金元素。

钼铁：其钼的含量为40％～42％，向焊缝金属过渡合金元素。

中碳锰铁：其锰的重量百分比为79％～85％，配方中加入适量的中碳锰铁有助于改善韧性和塑性。

镁铝镁合金：其铝的含量为48％～51％，配方中加入适量的镁铝合金有助于降低焊缝金属中的氧含量，利于焊缝金属韧性的改善。

镁砂：其氧化镁的含量不低于98％，镁砂的加入主要起造渣作用，细化熔滴，改善熔渣粘度。

石英：其二氧化硅的含量不低于98％，主要是调整熔渣的物化性能，起造渣和降低熔渣的碱度的作用。

萤石：其氟化钙的含量不低于98％，主要用于造渣和改善熔渣的物化性能。

钛铁：其钛的含量为20％～22％，可以细化晶粒，利于焊缝金属韧性的改善。

本发明的耐热钢用药芯焊丝制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1.按配方比例配制本发明药粉；

2.将钢带轧成U形，再向U形槽中加入占本发明焊丝总重的16％～18％的本发明药芯粉；

3.用成形机将U形槽合口，使药芯粉包裹其中，通过拉丝机，逐道经过拉丝机拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm，得到最终产品。

本发明与现有技术相比有以下优点和有益效果：

(1)良好的焊接工艺性：本发明采用于焊丝药芯粉的组成中以金红石、长石、石英并以较大比例加入配方，改善焊接工艺性能，其具有在CO₂保护下使用时可以全位置连续焊接，电弧稳定性好，飞溅少，脱渣容易且熔滴过渡是射流过渡等优点。

(2)优良的抗氧化性和热强性：本发明通过药芯粉配方的调整，成分系列采用Cr-Mo合金系列，加入铬铁、钼铁、硅锰合金、中碳锰铁进行合金化，改善了抗氧化性和热强性。

(3)焊接效率高，成本低：通过渣系和合金系调整，熔敷效率高，成本低。

(4)药芯粉中加入强脱氧元素Al、Mg、Ti、Si等，防止焊缝金属增氧。

(5)本发明中药芯粉加入了冰晶石、镁砂、萤石改善了金属韧性。

(6)使用方便：可通过调整药芯比例来调整成分，实现不同的焊接要求。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例：

实施例1

选用0.8×12mm(厚×宽)的低碳钢钢带，通过成形机将其轧成U形。以1000克混合物料为例：取金红石230克，硅灰石15克，硅锰合金190克，铁粉85克，镍粉15克，冰晶石25克，长石71克，铬铁130克，钼铁60克，中碳锰铁60克，镁砂27克，石英61克，萤石5克，铝镁合金15克，钛铁11克(所取粉末的粒度大小满足为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入低碳钢带的U形槽中，填充率为17％；将U形槽合口，使药粉包裹其中；然后通过拉丝机从直径2.35逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm的本发明的药芯焊丝。

将本发明的药芯焊丝在CO₂气体保护下进行焊接使用，焊接电流160～180A，焊接电压28～30V，焊接速度0.6m/min，气流量19l/min。在以Cr-Mo为基的低、中合金珠光体耐热钢上用CO₂气体保护焊焊接，飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧熔滴过度形态为射流过渡，效果良好。

实施例2

选用0.8×12mm(厚×宽)的低碳钢钢带，通过成形机将其轧成U形。以1000克混合物料为例：取金红石215克，硅灰石19克，硅锰合金200克，铁粉86克，镍粉17克，冰晶石25克，长石70克，铬铁130克，钼铁60克，中碳锰铁60克，镁砂25克，石英65克，萤石5克，铝镁合金15克，钛铁8克(所取粉末的粒度大小满足为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入低碳钢带的U形槽中，填充率为16％；将U形槽合口，使药粉包裹其中；然后通过拉丝机从直径2.35逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm的本发明药芯焊丝。

将本发明的药芯焊丝在CO₂气体保护下进行焊接，焊接电流160～180A，焊接电压28～30V，焊接速度0.6m/min，气流量19l/min。在以Cr-Mo为基的低、中合金珠光体耐热钢上用CO₂气体保护焊焊接，飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧熔滴过度形态为射流过渡，效果良好。

实施例3

选用0.8×12mm(厚×宽)的低碳钢钢带，通过成形机将其轧成U形。以1000克混合物料为例：取金红石210克，硅灰石25克，硅锰合金190克，铁粉90克，镍粉20克，冰晶石25克，长石70克，铬铁135克，钼铁60克，中碳锰铁60克，镁砂30克，石英60克，萤石5克，铝镁合金15克，钛铁5克(所取粉末的粒度大小满足为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入低碳钢带的U形槽中，填充率为18％，将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后通过拉丝机从直径2.35逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm的本发明药芯焊丝。

Claims

1.一种耐热钢药芯焊丝，其药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成：金红石21％～23％，硅灰石1.5％～2.5％，硅锰合金19％～21％，铁粉8.5％～10.5％，镍粉1.5％～2.5％，冰晶石2.5％～3.5％，长石7％～9％，铬铁13％～14％，钼铁6％～7％，中碳锰铁6％～7％，镁砂2.5％～4.5％，石英6％～7.5％，萤石0.5％～2％，铝镁合金1.5％～3％，钛铁0.5％～2％。

2.根据权利要求1所述的耐热钢药芯焊丝，其特征在于：所述金红石含TiO₂的量大于95％；所述的硅灰石含CaSiO₃的量大于65％；所述的硅锰合金含Si的量为20％～25％；所述的铁粉含Fe的量不低于98％；所述的镍粉含镍的量不低于99％；所述的冰晶石含氟铝酸钠的量不小于98％；所述的中碳锰铁含锰的量为79％～85％；所述的铝镁合金含铝的量为48％～51％；所述的铬铁含铬的量为64％～66％；所述的钼铁含钼的量为40％～42％；所述的钛铁含钛的量为20％～22％；所述的石英含二氧化硅的量不低于98％；所述的镁砂含氧化镁的量不低于98％；所述的萤石含氟化钙的量不低于98％；所述的长石含二氧化硅的量为65％～68％，含氧化铝的量为17％～25％。

3.根据权利要求1或2所述的耐热钢药芯焊丝，其特征在于：所述药芯粉的各组分的粒度大小满足为能通过60～70目的筛子。