CN102717208A

CN102717208A - 一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝及其制备方法

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Publication number: CN102717208A
Application number: CN2012101874687A
Authority: CN
Inventors: 喻朝飞; 张建忠
Original assignee: JIANGSU FUERMU WELDING INDUSTRY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Jiangsu fuermu welding Limited by Share Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: CN102717208B

Abstract

本发明涉及一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝及其制备方法。其特征在于，所述药芯焊丝的焊药中含有金红石和钛酸钙，其二者的质量比为10-15∶22-28。该新型渣系的药芯焊丝既具有金红石渣系的药芯焊丝的工艺性能，同时又具备碱性药芯焊丝的力学性能。具体为采用该渣系的药芯焊丝焊接时操作性能好、飞溅小、脱渣好，低温冲击韧性优良，与传统酸性药芯焊丝相比，其抗裂性得到了明显的改善。本发明极大降低了酸性药芯焊丝的扩散氢的含量，可以达到H5标准，并提高了酸性药芯焊丝的综合力学性能，其低温冲击值在-50℃仍可以达到50J以上，抗裂性优。

Description

一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种药芯焊丝，尤其涉及一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

药芯焊丝焊接兼容了手工焊条和气体保护焊实芯焊丝焊接的优点，其生产效率高，焊接工艺性能好，已广泛用于碳钢，低合金钢和高合金钢的焊接。目前常用的药芯焊丝的药芯材料分为两个体系，一种是酸性体系，如金红石系药芯焊丝，另一种碱性体系，如氟化钙、氧化镁系。以金红石系为代表的酸性药芯焊丝，其操作性能好，但是存在的低温冲击韧性低且不稳定的缺陷，抗裂性也需要改善；而碱性体系的药芯焊丝，其气温力学性能好，但是操作性能差。开发一种工艺性能好、力学性能优良的药芯焊丝成为本发明研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种工艺性能好、力学性能优良的新型钛酸钙渣系药芯焊丝及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，所述药芯焊丝的焊药中含有金红石和钛酸钙，其二者的质量比为10-15：22-28。

所述焊药优选组分质量百分比如下：

金红石 10-15%

钛酸钙 22-28%

铝镁合金 1-5%

镁粉 0.5-2%

铁粉 25-35%

硅锰 15-20%

氟化钠 0.5-2%

197添加剂 2-6%

硼铁 2-6%

钛铁 1-5%

各组分重量为100%（包括不可避免的杂质）；

所述197添加剂为：至少包括下列四类物质中两种的混合物，所述四类物质分别为：（1）铝矾土、石英、钾长石或钠长石；（2）碱金属氧化物；（3）稀土金属的氟化物或稀土金属的氧化物；（4）特氟龙粉料或冰晶石。

当所述197添加剂由（1）铝矾土、石英、钾长石或钠长石；（2）碱金属氧化物；（3）稀土金属的氟化物或稀土金属的氧化物；（4）特氟龙粉料或冰晶石，四种物质混合而成，所述质量混合比为1：0.5-2：0.5-2：0.5-2；

当所述197添加剂由上述四种物质中的三种混合而成，其质量混合比为：0.5-2：0.5-2：0.5-2；

当所述197添加剂由上述四种物质中的两种混合而成，其质量混合比为：0.5-2：0.5-2。

所述稀土金属的氟化物为氟化铈，所述稀土金属的氧化物为氧化钇。

所述钛酸钙为粉末状，由下列重量百分比的物质混配、反应制得：

95金红石 10-30%

助熔剂 5-30%

稀释剂 30-50%

大理石 10-30%

所述助熔剂为重铬酸钾、硅酸钠、氟化钙中至少一种；

所述稀释剂为二氧化硅、水玻璃中至少一种。

所述钛酸钙的各组分需在石墨坩埚中采用感应炉加热。

所述感应炉加热温度为900℃。

一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝的制备方法，先分别准备钛酸钙和197助剂，然后按配比将药芯焊药混合均匀，备用；采用冷轧钢带为药芯焊丝的外皮原料，经过钢带纵剪、钢带轧成“U”型槽，并向“U”型槽内装填焊药，轧制合拢为“O”型管坯，再进一步轧制盒拉拔制成为成品焊丝。

所述冷轧钢带中有害元素总量控制在0.05%以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该新型渣系的药芯焊丝既具有金红石渣系的药芯焊丝的工艺性能，同时又具备碱性药芯焊丝的力学性能。具体为采用该渣系的药芯焊丝焊接时操作性能好、飞溅小、脱渣好，低温冲击韧性优良，与传统酸性药芯焊丝相比，其抗裂性得到了明显的改善。

本发明极大降低了酸性药芯焊丝的扩散氢的含量，可以达到H5标准，并提高了酸性药芯焊丝的综合力学性能，其低温冲击值在-50℃仍可以达到50J以上，抗裂性优。

该新型渣系的药芯焊丝适合于焊接490Mp级高强钢及其它同级别的钢种。

附图说明

图1为药芯焊丝生产工艺的流程图。

具体实施方式

本发明实施例1-5的新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其药芯的焊药按下列表1配比制得，单位g

表1：

Figure 2012101874687100002DEST_PATH_IMAGE001

其中197添加剂各组分质量份配比如表2。

表2：

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						铝矾土	1				1
石英		1
						钾长石			1.5
钠长石				1
						碱金属氧化物	1	2	1.5		1.5
氟化铈	1				0.5
						氧化钇		2	2
特氟龙粉料	1
						冰晶石		1		1

上述各实施例对应的钛酸钙中各组分质量份配比如表3。

表3

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						95金红石	5	4	7	6	3
重铬酸钾	6				1
						硅酸盐		3		3	3
氟化钙		4	6		4
						二氧化硅	10		5		8
水玻璃		9	5	8	6
						大理石	4	6	3	5	3

钛酸钙制备时，是将上述配比的原料对应混合后，在石墨坩埚中采用感应炉加热至900℃烧结，然后进行破碎、对辊、过筛等工序，最后将成品钛酸钙置于保温桶中，随用随取。

药芯焊丝的制备方法是先分别准备钛酸钙和197助剂，然后按配比将药芯焊药混合均匀，备用；采用冷轧钢带为药芯焊丝的外皮原料，经过钢带纵剪、钢带轧成“U”型槽，并向“U”型槽内装填焊药，轧制合拢为“O”型管坯，再进一步轧制盒拉拔制成为成品焊丝。

药芯焊丝制备工艺过程简述：

a、钢带准备：

公司从钢厂购买钢卷后，送到加工厂家进行加工，加工尺寸为0.9*14mm。加工好的钢带进行重卷、对接、收带、清洗后备用。

b、药粉准备：

公司采购的原材料一部分合金进行筛分、烘干备用。一部分矿物进行称重、烘焙、烧结、破碎、过筛备用。

c、配粉：

根据上述的配方比例进行称重、混拌均匀、装桶备用。

d、药芯焊丝成型：

备好的钢带装在放带机上，然后在成型机上轧制成U型，开始填充粉料，最后在轧制成O型。轧制成型后开始拉拔减径到Φ2.9mm。

e、药芯焊丝精拔：

成型拉拔后的焊丝继续进行拉拔减径到Φ1.2mm.然后进行表面处理、静电涂油、最后收线到收线机上。

f、药芯焊丝分卷、包装：

精拉后的Φ1.2mm焊丝在层绕机上进行层绕，然后进行包装，并缠上缠绕膜，贴上合格标签后入库。

与市售的金红石系药芯焊丝性能对比，检测标准：按照GB10045-2001验收。

工艺性能及力学性能见表4。

表4：

由表4可以看出，本发明的新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其操作性能（如全位置操作性能，飞溅、脱渣性能，表面成型效果、烟雾情况）与市售的金红石系药芯焊丝相接近，即具有优良的操作性能；其力学性能（如-20℃低温冲击性AKV值、-50℃低温冲击性AKV值、抗裂纹性）要优于市售的金红石系药芯焊丝，尤其是-50℃低温冲击性AKV值（仍能达到50J以上）、抗裂纹性，优势尤其突出。

需要说明的是上所述仅是本发明的部分实施方式，本发明不限于上述实施内容，如表1中物质与表2、表3中物质可以采用错位组合的关系实施。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的焊药中含有金红石和钛酸钙，其二者的质量比为10-15：22-28。

2.根据权利要求1所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述钛酸钙由下列重量百分比的物质混配制得：

95金红石 10-30%

助熔剂 5-30%

稀释剂 30-50%

大理石 10-30%

所述助熔剂为重铬酸钾、硅酸钠、氟化钙中至少一种；

所述稀释剂为二氧化硅、水玻璃中至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊药组分质量百分比如下：

金红石 10-15%

钛酸钙 22-28%

铝镁合金 1-5%

镁粉 0.5-2%

铁粉 25-35%

硅锰 15-20%

氟化钠 0.5-2%

197添加剂 2-6%

硼铁 2-6%

钛铁 1-5%

各组分重量为100% ；

4.根据权利要求3所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述稀土金属的氟化物为氟化铈，所述稀土金属的氧化物为氧化钇。

5.根据权利要求3所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述197添加剂由（1）铝矾土、石英、钾长石或钠长石；（2）碱金属氧化物；（3）稀土金属的氟化物或稀土金属的氧化物；（4）特氟龙粉料或冰晶石，四种物质混合而成，所述质量混合比为1：0.5-2：0.5-2：0.5-2；

或所述197添加剂由上述四种物质中的三种混合而成，其质量混合比为：0.5-2：0.5-2：0.5-2；

或所述197添加剂由上述四种物质中的两种混合而成，其质量混合比为：0.5-2：0.5-2。

6.根据权利要求3所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述钛酸钙为粉末状。

7.根据权利要求2所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述钛酸钙的各组分需在石墨坩埚中采用感应炉加热。

8.根据权利要求7所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝，其特征在于，所述感应炉加热温度为900℃。

9.制备权利要求1-8之一的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝的方法，其特征在于，先分别准备钛酸钙和197助剂，然后按配比将药芯焊丝的焊药混合均匀，备用；采用冷轧钢带为药芯焊丝的外皮原料，经过钢带纵剪、钢带轧成“U”型槽，并向“U”型槽内装填焊药，轧制合拢为“O”型管坯，再进一步轧制盒拉拔制成为成品焊丝。

10.根据权利要求9所述的一种新型钛酸钙渣系药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述冷轧钢带中有害元素总量控制在0.05%以下。