CN102528317B - 气电立焊用药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种气电立焊用药芯焊丝。由钢带和焊药构成,焊药包裹于钢带内,焊药占焊丝总重量的重量系数为0.2~0.3,按重量百分比计,钢带中C:0.010~0.055%;Si:0.01~0.03%;Mn:0.10~0.30%;Al:0.005~0.060%;P:0.007~0.012%;S:0.007~0.012%;Fe:余量。按照焊丝总重量计:氟化物:0.2~2.0%;氧化物:0.2~1.0%;Mn:1.0~3.0%;Si:0.2~1.0%;Ni:0.4~1.2%;Mg:0.1~1.0%;Ti:0.002~0.16%;B:0.002~0.010%;Fe:余量。采用气电立焊配用本发明的药芯焊丝进行施焊,大大提高了焊接效率的同时,也获得了优良且稳定的机械性能。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料领域,涉及一种气电立焊用药芯焊丝。
背景技术
气电立焊(英文简称EGW)技术从20世纪80年代中期才引进我国,气电立焊是一种全自动控制上升系统,配用专门的药芯焊丝,以CO2气体保护进行立向对接焊,焊接垂直或接近垂直位置的焊接接头,电弧轴线方向与焊缝熔深方向垂直。焊接时,在焊缝的正面采用水冷铜滑块,焊缝的背面采用水冷档排(或衬垫),药芯焊丝送入焊件和档块形成的凹槽中,熔池四面受到约束,实现单面焊双面一次成形。使用此方法焊接效率可提高600%左右,因此广泛的用于立焊船舶的外壳隔板和载货仓及各种内部构件、贮罐侧板和桥梁的箱式梁复板等对焊,但焊接时,由于是一道完成,因此焊接热输入量极大,这大大的影响了机械性能,从而不能满足生产或者生活的需要。
发明内容
为了克服上述缺陷,本发明提供了一种气电立焊用药芯焊丝,使用该焊丝在保证焊接高效率的同时,也能提供优良的机械性能。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种气电立焊用药芯焊丝,由焊药和钢带构成,焊药包裹于钢带内,焊药占焊丝总重量的20~30%,以钢带总重量为基准,按重量百分比计,所述钢带的组分如下:
C:0.010~0.055%;
Si:0.01~0.03%;
Mn:0.1~0.3%;
Al:0.005~0.060%;
P:0.007~0.012%;
S:0.007~0.012%;
Fe:余量;
以焊丝总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的组分包括:
氟化物:0.2~2.0%;
氧化物:0.2~1.0%;
Mn:1.0~3.0%;
Si:0.2~1.0%;
Ni:0.4~1.2%;
Mg:0.1~1.0%
Ti:0.002~0.16%;
B:0.002~0.010%;
Fe:余量。
作为本发明进一步的技术方案:
所述氟化物至少为NaF、CaF2、BaF2和Na3AlF6之一;
所述氧化物至少为SiO2、MgO、TiO2和MnO之一。
具体分析本发明中药皮各组分在药芯焊丝中发挥的作用如下:
焊丝中氟化物(包括NaF、CaF2、BaF2、Na3AlF6)的主要作用为造渣和脱氢,形成HF挥发,还可调节粘度,提高熔渣的覆盖性,氟化物过少时,脱氢作用不大,氟化物过多时,焊接烟尘量明显增大,电弧不稳,同时氟化物也具有一定的稀渣的能力。综合考虑,氟化物总量控制在焊丝重量百分比的0.2~2.0%。
氧化物(包括SiO2、MgO、TiO2、MnO)的主要作用是造渣、稳弧、降低飞溅,美化焊缝,提高脱渣性。氧化物过少时,焊接工艺性能较差,不易形成短渣,对立、横位置不利,氧化物过多时,焊缝含氧量提高,降低了低温韧性。综合考虑,本发明中氧化物的总量控制在1.0~4.0%。
锰的主要作用是脱氧、脱硫和向焊缝中过渡合金元素。
硅的主用作用是通过硅锰联合脱氧,这样脱氧效果更佳,同时过渡合金元素。
镍的主要作用是向焊缝中过渡合金元素,它是提高熔敷金属韧性的主要元素。
镁的主要作用是脱氧和向焊缝中过渡合金元素。
微量的Ti和B的主要作用是向焊缝中过渡合金元素,通过Ti和B的复合来细化晶粒,从而提高机械性能。
本发明中采用低P、S的钢带,提高了焊缝金属的纯净度,不但提高了机械性能,而且可以减小热裂发生的敏感性;使用气电立焊配本发明的药芯焊丝,在立向焊接时,可一道完成,焊接效率与一般的气体保护焊相比,焊接效率可提高600%,这节省了大量的人力、电力等;焊丝中采用Ti、B复合添加,当钛和硼的匹配的含量最佳时,可获得最大的针状铁素体数量,能够得到最佳的强度和韧性的结合。
本发明的有益效果是:本发明的药芯焊丝采用低P、S的钢带,焊缝纯净度高,焊接时电弧稳定,焊缝外形美观,焊接效率比普通的气保焊可提高600%,熔敷金属的机械性能优良且稳定。
具体实施方式
本发明由钢带和焊药组成,焊药包裹在钢带内,钢带采用低P、S的碳钢钢带,其组分如下表(重量百分比%):
C | Si | Mn | Al |
0.010-0.055 | 0.01-0.03 | 0.1-0.3 | 0.005~0.060 |
P | S | Fe | |
0.007-0.012 | 0.007-0.012 | 余量 |
焊药占焊丝全重量比例为20%~30%,其焊药成分如下(重量百分比):
氟化物 | 氧化物 | Mn | Si | Ni |
0.2~2.0 | 0.2~1.0 | 1.0~3.0 | 0.2~1.0 | 0.4~1.2 |
Mg | Ti | B | Fe | |
0.1~1.0 | 0.002~0.16 | 0.002~0.010 | 余量 |
为了更好地理解本发明,下面通过实施例①~⑦来进一步说明,但本发明并不局限于下述实施例:
采用焊丝生产行业内通用的制造工艺,其中焊药成分重量百分比如表3,钢带成分如表4。
表3:实施例①~⑦焊药成分
① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |
氟化物 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 |
氧化物 | 1.0 | 0.9 | 0.7 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
Mn | 1.0 | 1.4 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.6 | 3.0 |
Si | 1.0 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
Ni | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.2 |
Mg | 1.0 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
Ti | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.08 | 0.07 | 0.05 | 0.100 |
B | 0.100 | 0.08 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.03 | 0.02 |
Fe | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
表4:实施例①~⑦钢带成分
① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |
C | 0.010 | 0.015 | 0.020 | 0.025 | 0.035 | 0.045 | 0.055 |
Si | 0.03 | 0.025 | 0.020 | 0.015 | 0.010 | 0.028 | 0.018 |
Mn | 0.10 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.22 | 0.26 | 0.30 |
Al | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.005 |
P | 0.007 | 0.008 | 0.009 | 0.010 | 0.011 | 0.013 | 0.015 |
S | 0.015 | 0.014 | 0.012 | 0.010 | 0.009 | 0.008 | 0.007 |
Fe | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
各实施例熔敷金属化学成分见表5,力学性能见表6。
表5:熔敷金属的化学成分(单位:焊条重量的百分比)
① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |
C | 0.069 | 0.068 | 0.071 | 0.074 | 0.072 | 0.077 | 0.080 |
Mn | 1.50 | 1.52 | 1.57 | 1.56 | 1.65 | 1.69 | 1.70 |
Si | 0.30 | 0.29 | 0.25 | 0.24 | 0.21 | 0.18 | 0.16 |
P | 0.009 | 0.015 | 0.012 | 0.017 | 0.019 | 0.012 | 0.013 |
S | 0.005 | 0.008 | 0.007 | 0.003 | 0.006 | 0.004 | 0.007 |
Ni | 0.019 | 0.023 | 0.022 | 0.020 | 0.025 | 0.021 | 0.027 |
Ti | 0.018 | 0.019 | 0.015 | 0.021 | 0.025 | 0.022 | 0.027 |
B | 0.002 | 0.003 | 0.003 | 0.004 | 0.006 | 0.003 | 0.005 |
表6:熔敷金属的力学性能
Claims (3)
1.一种气电立焊用药芯焊丝,由焊药和钢带构成,焊药包裹于钢带内,其特征在于:焊药占焊丝总重量的20~30%,以钢带总重量为基准,按重量百分比计,所述钢带的组分如下:
C:0.010~0.055%;
Si:0.01~0.03%;
Mn:0.1~0.3%;
Al:0.005~0.060%;
P:0.007~0.012%;
S:0.007~0.012%;
Fe:余量;
以焊丝总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的组分包括:
氟化物:0.2~2.0%;
氧化物:0.2~1.0%;
Mn:1.0~3.0%;
Si:0.2~1.0%;
Ni:0.4~1.2%;
Mg:0.1~1.0%
Ti:0.002~0.16%;
B:0.002~0.010%;
Fe:余量。
2.根据权利要求1所述的气电立焊用药芯焊丝,其特征在于:所述氟化物至少为NaF、CaF2、BaF2和Na3AlF6之一。
3.根据权利要求1所述的气电立焊用药芯焊丝,其特征在于:所述氧化物至少为SiO2、MgO、TiO2和MnO之一。
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