CN102513730A - 一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法 - Google Patents

一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法，由金属丝和均匀完整地设置在金属丝表面的铝镁脱氧剂组成，所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面。本发明的技术方案涉及采用08A1为焊丝主要原材料，制造成本低；生产工艺简单且在焊丝表面设置有铝镁粉脱氧剂，在保证导电性的同时保证脱氧性能，降低焊丝焊接过程中的飞溅，改善焊缝成型，减少焊接过程中在焊缝内部形成的气孔。

Description

一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于材料加工工程中的焊接领域，更具体地说，涉及一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法。
背景技术
随着自动焊接系统的引入，用于二氧化碳保护焊的焊丝已得到广泛应用。但二氧化碳气体保护焊也存在着明显的不足，主要表现在焊接过程中飞溅较大、电弧稳定性较差和气孔夹杂较多等。这主要是因为在二氧化碳气体保护焊的熔池中，氧能有限溶解在铁中，还能与铁反应生成氧化物，氧化物会与钢材中的碳元素反应生成一氧化碳，在焊缝中产生气孔，进而影响焊缝韧性及强度。焊接过程中，为防止氧的有害作用，通过在实心焊丝中添加微量元素，提高焊缝的焊接质量和力学性能，是国内外焊接工作者研究的热点。
08A1是一种优质碳素结构钢。08A1材料具有成本低、韧性好、拉伸性能好等优点。但是，由于08A1材料所含脱氧元素含量低，若单独采用08A1材料作为二氧化碳气体保护焊的焊丝，不可避免的会产生上述二氧化碳气体保护焊的缺陷。为改善二氧化碳气体保护焊中存在的缺陷，主要是采用添加微量脱氧剂的方法进行脱氧，但同时也必须尽量保持焊接材料和被焊材料的纯度。在科学研究及实际生产中使用最多的脱氧元素是铝、硅、锰，其中铝的脱氧效果最好。并且采用铝代替普通焊丝中的硅锰元素来脱氧，可调整奥氏体晶粒生长，降低焊缝强度，获得接近等强度匹配或低强度匹配的焊接效果，提高焊接接头的抗脆断能力，既保证强度要求，也不会损害韧性。但由于铝的比重轻、熔点低、易烧损，用铝脱氧有效利用率低。在空气中和二氧化碳气氛的氧的作用下，70％-90％的铝被氧化，因而脱氧可能不充分，导致气孔和夹杂缺陷产生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种脱氧性能好、制造成本低的用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：
一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，由金属丝和均匀完整地设置在金属丝表面的铝镁脱氧剂组成。
所述的金属丝可选用市售的10-20mm宽、0.5-2mm厚的08A1碳素钢盘条，经轧辊、拉拔制备的金属丝。
所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％，优选0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％，优选0.05％-0.1％。所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。
本发明的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将金属丝轧制成近似U形后合口，形成近似圆形的金属丝
(2)将上述金属丝表面均匀涂上拉丝润滑剂，经过数次拉拔后使金属丝直径缩小
(3)将步骤(2)的金属丝表面涂上均匀分散有铝镁脱氧剂的拉丝润滑剂，经过数次拉拔并通过拉丝模将铝镁脱氧剂颗粒嵌入材料表面，使金属丝直径缩小后洗净。
所述步骤(2)中使用的拉丝润滑剂不仅可以保证拉拔过程的稳定性，减少断丝率，同时提高焊丝的防锈性能，可以选用焊丝拉拔工艺中常用的拉丝粉(如钙基拉丝粉、钠基拉丝粉、钡基拉丝粉)或者拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)。所述步骤(3)中使用的拉丝润滑剂可选用拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)。
所述步骤(2)中通过拉拔使金属丝缩小到2.0-2.5mm；所述步骤(3)中通过拉拔使金属丝缩小到0.8-1.6mm。
所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％，优选0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％，优选0.05％-0.1％。所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。
本发明的技术方案涉及的用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝采用08A1为焊丝主要原材料，制造成本低；生产工艺简单且在焊丝表面设置有铝镁粉脱氧剂，在保证导电性的同时保证脱氧性能，降低焊丝焊接过程中的飞溅，改善焊缝成型，减少焊接过程中在焊缝内部形成的气孔，如附图4所示。
附图说明
图1利用本发明技术方案轧制08A1近似圆形金属丝(U形槽)示意图
图2利用本发明技术方案制备的铝镁脱氧焊丝外观示意图，其中1为08A1盘条，2为铝镁粉脱氧剂
图3利用本发明技术方案制备的铝镁脱氧焊丝横截面示意图，其中1为08A1盘条，2为铝镁粉脱氧剂
图4利用本发明技术方案进行焊接的效果示意图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，由于目前常用二氧化碳气体保护焊的焊丝规格一般为直径0.8-1.6mm，故本发明采用拉拔工艺将其拉至0.8-1.6mm，但本发明不限于此。
实施例1：
采用市售的10mm宽、0.5mm厚的08A1碳素钢盘条
1)将08A1盘条剥壳去锈，先将其轧制成近似U形，再将U形槽合口，形成近似圆形金属丝；
2)将上述金属丝表面均匀涂上一层拉丝润滑剂，经过数次拉拔，使金属丝直径缩小至2.0mm；
3)将步骤2的金属丝表面涂上一层均匀分散有铝镁粉的拉丝润滑剂，经过数次拉拔拉至直径为0.8mm，其中铝粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.2％，镁粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.02％；
4)使用无水乙醇将附着在拉制焊丝表面的拉丝润滑剂及铝镁粉洗净。
实施例2：
采用市售的12mm宽、1mm厚的08A1碳素钢盘条
1)将08A1盘条剥壳去锈，先将其轧制成近似U形，再将U形槽合口，形成近似圆形金属丝；
2)将上述金属丝表面均匀涂上一层拉丝润滑剂，经过数次拉拔，使金属丝直径缩小全2.2mm；
3)将步骤2的金属丝表面涂上一层均匀分散有铝镁粉的拉丝润滑剂，经过数次拉拔拉至直径为0.9mm，其中铝粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.4％，镁粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.04％；
4)使用无水乙醇将附着在拉制焊丝表面的拉丝润滑剂及铝镁粉洗净。实施例3：
采用市售的15mm宽、1mm厚的08A1碳素钢盘条
1)将08A1盘条剥壳去锈，先将其轧制成近似U形，再将U形槽合口，形成近似圆形金属丝；
2)将上述金属丝表面均匀涂上一层拉丝润滑剂，经过数次拉拔，使金属丝直径缩小至2.2mm；
3)将步骤2的金属丝表面涂上一层均匀分散有铝镁粉的拉丝润滑剂，经过数次拉拔拉至直径为1mm，其中铝粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.6％，镁粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.06％；
4)使用无水乙醇将附着在拉制焊丝表面的拉丝润滑剂及铝镁粉洗净。
实施例4：
采用市售的20mm宽、1.5mm厚的08A1碳素钢盘条
1)将08A1盘条剥壳去锈，先将其轧制成近似U形，再将U形槽合口，形成近似圆形金属丝；
2)将上述金属丝表面均匀涂上一层拉丝润滑剂，经过数次拉拔，使金属丝直径缩小至2.5mm；
3)将步骤2的金属丝表面涂上一层均匀分散有铝镁粉的拉丝润滑剂，经过数次拉拔拉至直径为1.2mm，其中铝粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.8％，镁粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.08％；
4)使用无水乙醇将附着在拉制焊丝表面的拉丝润滑剂及铝镁粉洗净。
实施例5：
采用市售的20mm宽、2mm厚的08A1碳素钢盘条
1)将08A1盘条剥壳去锈，先将其轧制成近似U形，再将U形槽合口，形成近似圆形金属丝；
2)将上述金属丝表面均匀涂上一层拉丝润滑剂，经过数次拉拔，使金属丝直径缩小至2.5mm；
3)将步骤2的金属丝表面涂上一层均匀分散有铝镁粉的拉丝润滑剂，经过数次拉拔拉至直径为1.6mm，其中铝粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为1％，镁粉总用量相对于08A1金属丝的质量分数为0.1％；
4)使用无水乙醇将附着在拉制焊丝表面的拉丝润滑剂及铝镁粉洗净。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，其特征在于，由金属丝和均匀完整地设置在金属丝表面的铝镁脱氧剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，其特征在于，所述的金属丝可选用市售的10-20mm宽、0.5-2mm厚的08A1碳素钢盘条，经轧辊、拉拔制备的金属丝。
3.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，其特征在于，所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％。
4.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，其特征在于，所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.05％-0.1％。
5.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，其特征在于，所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。
6.一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)将金属丝轧制成近似U形后合口，形成近似圆形的金属丝
(2)将上述金属丝表面均匀涂上拉丝润滑剂，经过数次拉拔后使金属丝直径缩小
(3)将步骤(2)的金属丝表面涂上均匀分散有铝镁脱氧剂的拉丝润滑剂，经过数次拉拔并通过拉丝模将铝镁脱氧剂颗粒嵌入材料表面，使金属丝直径缩小后洗净。
7.根据权利要求6所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过拉拔使金属丝缩小到2.0-2.5mm；所述步骤(3)中通过拉拔使金属丝缩小到0.8-1.6mm。
8.根据权利要求6所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中使用的拉丝润滑剂为拉丝粉(如钙基拉丝粉、钠基拉丝粉、钡基拉丝粉)或者拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)；所述步骤(3)中使用的拉丝润滑剂可选用拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)。
9.根据权利要求6所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，其特征在于，所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％，优选0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％，优选0.05％-0.1％。
10.根据权利要求6所述的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，其特征在于，所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。
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