CN103170756A - 用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，提供一种能够改善自保护药芯焊丝焊缝金属的塑性，降低飞溅，适应于平焊和横焊，以及改善脱渣性能和焊缝成型的自保护药芯焊丝，采用的技术方案是所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰3-10％，镍1-4％，铝1-5％，镁1-9％，碳酸盐10-20％，氟化物1-10％，二氧化钛1-7％，氧化镁7-10％，二氧化硅3-13％，铁粉25-50％。本发明的优点是：具有良好的塑性和强度，飞溅少且为细颗粒飞溅，平焊和横焊的焊接性能优良，明显的改善了脱渣性能和焊缝成型性，熔敷金属的S元素含量非常低，具有优异的抗热裂纹性能。

Description

用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，涉及一种药芯焊丝，特别是涉及到一种用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝。
背景技术
自保护药芯焊丝具有操作简便、焊接效率高、综合成本低、抗风能力强、比气保护焊丝更适合野外作业、焊接工艺性能好、焊接接头质量好等优点，因此得到了广泛应用。但是，目前通常的配方中加入大量的脱氧剂和脱氮剂，会降低焊缝塑性；或加入大量保护电弧不受空气侵入的氟化物，但是大量氟化物的加入会造成焊接效果变差，飞溅颗粒大等缺点，平焊和横焊时焊道凹凸不平，脱渣变差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能够改善自保护药芯焊丝焊缝金属的塑性，降低飞溅，适应于平焊和横焊，以及改善脱渣性能和焊缝成型的自保护药芯焊丝。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是：用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，关键是：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰3-10％，镍1-4％，铝1-5％，镁1-9％，碳酸盐10-20％，氟化物1-10％，二氧化钛1-7％，氧化镁7-10％，二氧化硅3-13％，铁粉25-50％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰6-9％，镍2-3％，铝3-5％，镁4-7％，碳酸盐12-17％，氟化物3-7％，二氧化钛3-5％，氧化镁7-10％，二氧化硅7-10％，铁粉25-50％。
所述的药芯占焊丝总重量的比例为12-26％。
所述的碳酸盐为碳酸钡或碳酸钙其中的一种。
所述的氟化物包括LiF和CaF2，且LiF和CaF2的重量配比为1∶(1-2)。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF3％，CaF26％，Al4％，Mg8％，SiO23.5％，CaCO311％，TiO26％，Mn8％，Ni1.5％，MgO7％，Fe42％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF2％，CaF24％，Al5％，Mg6％，SiO213％，CaCO318％，TiO25％，Mn5％，Ni3％，MgO10％，Fe29％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF3.5％，CaF23.5％，Al3％，Mg9％，SiO210％，CaCO320％，TiO27％，Mn3％，Ni3％，MgO5％，Fe33％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF2.5％，CaF22.5％，Al2％，Mg3％，SiO26％，CaCO315％，TiO24％，Mn10％，Ni2％，MgO9％，Fe44％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF4％，CaF26％，Al4％，Mg7％，SiO23.5％，CaCO311％，TiO26％，Mn8％，Ni1.5％，MgO7％，Fe42％。
本发明药芯焊丝的各组元成分设计思路：
氟化物由LiF，CaF2等氟化物组成，CaF2的加入可以保护熔滴不受空气的侵入，CaF2的加入量太多不利横焊位置的焊接，量太少则焊缝成型粗糙，LiF能有效防止空气侵入，是理想的保护剂，为了得到理想的焊接工艺性能，调整好两者之间的比例，通过反复试验，发明人认为LiF∶CaF2之间的比例在1∶2效果尤为明显，可以获得理焊接效果，焊缝光亮且有细密的波纹，且两者合适的比例还可以有效的防止气孔，减少大颗粒飞溅。
碳酸盐包括白云石、菱苦土、大理石等物质，碳酸盐在电弧热的作用下分解成CO2和CaO，CO2气体能有效的保护外部气体的侵入，CaO则能增加碱度，改善焊缝成型，如果碳酸盐的含量过多则分解出的CO2能使飞溅增加，且渣的流动性变差，操作难度大。适量的CaO还能降低焊缝金属中S元素的含量，可以显著增强抗热裂纹的能力。
石英砂中主要含量是SiO2，适量填加SiO2起到细化熔滴的作用，可以减少飞溅，还能起到调节熔渣的粘度。且SiO2能与CaO和CaF2一起调整渣的流动性，改善焊缝成型。
填加适量的TiO2能改善电弧性能，调节熔渣的物理性能，获得理想的横焊效果。
Al和Mg可选用Al粉，Mg粉，铝镁合金等，加入适量Al，Mg可以与空气中的氧和氮反应，能有效防止气孔的产生，同时起到改善电弧的作用。加入Al的过多会使焊缝中残余的Al含量增多，降低焊缝的韧性。太少则不能有效防止气孔的产生。为了降低铝的有害影响，因此填加部分的镁粉可以减少铝元素对焊缝金属的不良影响。
MgO作为碱性物质填加到药粉中，可以增加熔渣的碱度，调节熔渣的流动性，改善脱渣和焊缝成型。还可以降低焊缝金属的杂质含量。
Mn和Ni作为合金元素填加，适量的填加Mn和Ni元素能显著的提高焊缝金属的塑性，同时提高焊缝金属的强度，过多和过少都会使塑性降低。
按比例配制药粉，用铁粉进行平衡，采用不同的填充系数和不同厚度的钢带制成规格不同的药芯焊丝产品，主要规格为Φ2.0mm，Φ2.4mm的药芯焊丝产品。
本发明的有益效果是：本发明制造的自保护药芯焊丝具有良好的塑性和强度，飞溅少且为细颗粒飞溅，平焊和横焊的焊接性能优良，明显的改善了脱渣性能和焊缝成型性，熔敷金属的S元素含量非常低，具有优异的抗热裂纹性能。本发明可用于同级别强度的中、厚度钢板的焊接，特别适合深坡口钢板的对接焊缝的焊接，可广泛应用于机械制造、建筑、桥梁、管道等的焊接。
具体实施方式
用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，关键是：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰3-10％，镍1-4％，铝1-5％，镁1-9％，碳酸盐10-20％，氟化物1-10％，二氧化钛1-7％，氧化镁7-10％，二氧化硅3-13％，铁粉25-50％。
所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰6-9％，镍2-3％，铝3-5％，镁4-7％，碳酸盐12-17％，氟化物3-7％，二氧化钛3-5％，氧化镁7-10％，二氧化硅7-10％，铁粉25-50％。
所述的药芯占焊丝总重量的比例为12-26％。
所述的碳酸盐为碳酸钡或碳酸钙其中的一种。
所述的氟化物包括LiF和CaF2，且LiF和CaF2的重量配比为1∶(1-2)。推荐焊接参数：
焊接电流：180-260A
焊接电压：20-22V
干伸长度：15-25mm
焊丝直径：Φ2.0mm
母材级别：适用于50公斤级高强钢焊接
焊丝熔敷金属力学性能：
屈服强度≥420MPa
抗拉强度≥550MPa
延伸率≥20％
本发明采用H08A的钢带做为外皮材料，其化学成分C：0.03-0.07％、Mn：0.20％、S≤0.02％、P≤0.02％，药芯的填充系数在12-26％之间，所制作的药芯焊丝规格为Φ2.0mm。
药芯按重量百分比组成如下表：

Claims (10)

1.用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰3-10％，镍1-4％，铝1-5％，镁1-9％，碳酸盐10-20％，氟化物1-10％，二氧化钛1-7％，氧化镁7-10％，二氧化硅3-13％，铁粉25-50％。
2.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：锰6-9％，镍2-3％，铝3-5％，镁4-7％，碳酸盐12-17％，氟化物3-7％，二氧化钛3-5％，氧化镁7-10％，二氧化硅7-10％，铁粉25-50％。
3.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的药芯占焊丝总重量的比例为12-26％。
4.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的碳酸盐为碳酸钡或碳酸钙其中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的氟化物包括LiF和CaF2，且LiF和CaF2的重量配比为1∶(1-2)。
6.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF3％，CaF26％，Al4％，Mg8％，SiO23.5％，CaCO311％，TiO26％，Mn8％，Ni1.5％，MgO7％，Fe42％。
7.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF2％，CaF24％，Al5％，Mg6％，SiO213％，CaCO318％，TiO25％，Mn5％，Ni3％，MgO10％，Fe29％。
8.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF3.5％，CaF23.5％，Al3％，Mg9％，SiO210％，CaCO320％，TiO27％，Mn3％，Ni3％，MgO5％，Fe33％。
9.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF2.5％，CaF22.5％，Al2％，Mg3％，SiO26％，CaCO315％，TiO24％，Mn10％，Ni2％，MgO9％，Fe44％。
10.根据权利要求1所述的用于平焊和横焊的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的自保护药芯焊丝的药芯按重量百分比组成为：LiF4％，CaF26％，Al4％，Mg7％，SiO23.5％，CaCO311％，TiO26％，Mn8％，Ni1.5％，MgO7％，Fe42％。
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