CN102009287A

CN102009287A - 一种大线能量焊接用气电立焊气保护药芯焊丝

Info

Publication number: CN102009287A
Application number: CN 201010602466
Authority: CN
Inventors: 张飞虎; 鞠建斌; 牟淑坤; 陈延清; 郭占山; 董现春
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: CN102009287B

Abstract

一种大线能量焊接用气电立焊用气保护药芯焊丝，属于高效大线能量焊接技术领域。采用0.9mm×14mm的SPCC钢带，制造药芯焊丝，药粉的填充率控制在17-23％，制造Φ1.6mm焊丝，药芯的原料配方配比为：钾或钠的氟化物为1％-3％，SiO₂为3％-6％；金红石、锆英砂中的一种或两种1％-3％；强脱氧剂镁粉、铝粉或铝镁粉中的一种、两种或三种1％-5％；强脱氧剂钛铁粉、硅锆粉、锆铁粉中的一种、两种或三种2％-5％；余为铁粉。此外，根据焊接钢板的强度要求，以及焊接接头的低温力学性能要求，药芯配方中还可填加合适含量的合金剂金属粉如钼铁粉、镍粉等，以获得适量配比的合金成分。优点在于，具有良好的焊接工艺性能，焊接飞溅少，焊缝成型美观，焊接接头力学性能优良。

Description

一种大线能量焊接用气电立焊气保护药芯焊丝

技术领域

本发明属于高效大线能量焊接技术领域，特别是提供了一种大线能量焊接用气电立焊气保护药芯焊丝。

背景技术

随着现代冶炼技术的发展，采用微合金化和控轧控冷技术，控制钢材内部夹杂物形态，有效解决大线能量焊接热影响区脆化问题，大大提高钢板的耐大线能量焊接能量能力。由于大线能量焊接技术的发展，大幅度降低焊接工程造价，适于大线能量焊接的钢板应用范围越来越广泛。气电立焊药芯焊丝采用气渣联合保护，可获得韧性良好的焊接接头，焊缝金属的韧性要显著高于其它大线能量焊接方法，如多丝埋弧焊和电渣焊。目前，市场上供应的气电立焊药芯焊丝存在焊接工艺性能差、焊缝成型不良等缺陷，本发明的目的是提供一种工艺性能优良的气电立焊药芯焊丝。

通常，气电立焊药芯焊丝选用的渣系有两种：酸性渣系和碱性渣系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大线能量焊接用气电立焊气保护药芯焊丝，克服了现有技术的不足，药芯焊丝为偏酸性渣系，严格优化配比，可获得具有优良力学性能优良的焊接接头。焊丝具有良好的焊接工艺性能，焊接飞溅小，焊渣覆盖均匀，且焊渣具有良好的导热，焊渣表面光滑，有利于得到成型美观的焊缝。

本发明解决其技术问题的基本思路：配方中填加一定的稳弧剂，以降低焊接飞溅，配方中填加适量的改善焊渣形态碱土金属氟化物，适量的碱土金属氟化物不仅具有改良焊渣特性的作用，减少熔渣的表面张力，增强熔渣的流动性能，适量的碱土金属氟化物还可增强电弧的稳定性能。配方中添加具有改善焊缝成型作用的酸性氧化物如石英、长石等物质，配方中添加合适比例的脱氧剂，脱氧剂产生的氧化物成为焊接熔渣的一部分。本发明的关键点是药芯中造渣剂和脱氧剂的合理组合，以得到具有包覆性能良好的焊接熔渣。根据焊接钢板的强度要求，以及焊接接头的低温力学性能要求，药芯配方中可填加合适含量的合金剂金属粉如钼铁粉、镍粉等，以获得适量配比的合金成分，得到焊缝的强度和韧性的最佳匹配。

采用0.9mm×14mm的SPCC钢带，制造药芯焊丝，药粉的填充率控制在17-23％，制造Φ1.6mm焊丝，药芯的原料配方配比为：钾或钠的氟化物为1％-3％，SiO₂为3％-6％；金红石、锆英砂中的一种或两种1％-3％；强脱氧剂镁粉、铝粉或铝镁粉中的一种、两种或三种1％-5％；强脱氧剂钛铁粉、硅锆粉、锆铁粉中的一种、两种或三种2％-5％。余为铁粉，均为重量百分数。

以上配比中各组分的作用：钾或钠的氟化物在焊丝中一方面，作为熔渣的部分成分，具有改善熔渣流动性的作用，另一方面，合适含量的钾或钠的氟化物具有稳定焊接电弧的作用，有利于细化焊接熔滴，降低焊接飞溅的作用，此外，适当含量的钾或钠的氟化物对焊缝金属具有净化作用，有利于提高焊接接头的力学性能指标，钾或钠的氟化物的合适范围为1％-3％，钾或钠的氟化物低于1％，则其效果不明显，相反钾或钠的氟化物高于3％，则飞溅过大，焊接熔渣偏稀，焊接熔渣覆盖不良，焊缝成型不良。SiO₂作为熔渣中含量最高的组元，具有改善焊接熔渣覆盖性能的作用，含量过低，则熔渣性能不理想，含量过高，则熔渣覆盖不全，导致焊缝成型差。金红石、锆英砂中具有改善焊接熔渣覆盖性能的作用，含量低于1％，效果不明显，相反，含量高于3％，则焊接熔渣覆盖不良，焊缝成型不良。强脱氧剂镁粉、铝粉或铝镁粉具有稳定电弧的作用，脱氧产物形成焊接熔渣，对焊缝进行脱氧，有利于提高焊缝金属低温韧性的作用其合适范围为1％-5％，过低效果不明显，过高，则改变熔渣特性。强脱氧剂钛铁粉、硅锆粉、锆铁粉等具有脱氧和微合金化的作用，合适范围为2％-5％，低于2％效果不明显，高于5％则对焊缝金属韧性不利。

具体实施方式

实施例1：氟化钠2％；石英5％；金红石2％；低碳锰铁粉18％；钼铁粉3％；稀土硅3％；钛铁4％；镍粉12％；铝镁粉5％；铁粉46％。药粉填充率为17％，将以上原料按配方比例混合均匀、烘干后，再按一定的填充率加入到SPCC钢带的∪型槽中，再经轧制、闭合、拉拔生产出Φ1.6mm药芯焊丝，采用以下焊接工艺焊接熔敷金属试板：焊接电流350A，焊接电压40V，焊接气体100％CO₂，伸出长度35mm，焊接速度80mm/Min。焊接接头力学性能试验结果如下：σs525Mpa；σb650Mpa；-20℃Akv135J。

实施例2：氟锆酸钾3％；石英3％；锆英砂4％；低碳锰铁粉14％；钼铁粉3％；稀土硅3％；硅锆铁粉3％；镍粉14％；铝粉2％；镁粉3％；铁粉48％。药粉填充率为17％，将以上原料按配方比例混合均匀、烘干后，再按一定的填充率加入到SPCC钢带的∪型槽中，再经轧制、闭合、拉拔生产出Φ1.6mm药芯焊丝，采用以下焊接工艺焊接试板：焊接电流350A，焊接电压40V，焊接气体100％CO₂，伸出长度35mm，焊接速度80mm/Min。焊接接头力学性能试验结果如下：σs515Mpa；σb640Mpa；-20℃Akv145J。

Claims

1.一种大线能量焊接用气电立焊用气保护药芯焊丝，其特征在于，采用0.9mm×14mm的SPCC钢带，制造药芯焊丝，药粉的填充率控制在17-23％，制造Φ1.6mm焊丝，药芯的原料配方配比为：钾或钠的氟化物为1％-3％，SiO₂为3％-6％；金红石、锆英砂中的一种或两种1％-3％；强脱氧剂镁粉、铝粉或铝镁粉中的一种、两种或三种1％-5％；强脱氧剂钛铁粉、硅锆粉、锆铁粉中的一种、两种或三种2％-5％，余为铁粉，均为重量百分数。