CN104028913A - 一种无缝自保护药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
一种无缝自保护药芯焊丝,本发明采用低碳钢带作为焊丝的外皮,然后在外皮内设置药芯粉,本发明中药芯粉使用氟钡锂作为主要的造气和造渣剂,在焊接过程中,在电弧热的作用下氟钡锂更容易气化,形成保护气囊保护熔池和熔滴,阻止空气中的氧氮对熔池和熔滴的侵害,同时氟钡锂相比于氟化钡或氟化钙可以实现更短的电弧控制,这样更有利于全位置焊接和减少空气对熔池和熔滴的侵害等,本发明特别适用于X80管线钢、长输管道、储油罐、桥梁、海洋平台、高层钢结构建筑等领域,可以解决现有有缝自保护药芯易吸潮、易生锈、运输储存困难等问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种焊丝,具体涉及一种无缝自保护药芯焊丝。
【背景技术】
已知的,国内外现有的自保护药芯焊丝都是有缝的药芯焊丝,无法镀铜处理,因此产品普遍都采用真空包装的方法来防止自保护药芯焊丝的吸潮和生锈。当在野外施工时,拆封或真空包装损坏的自保护药芯焊丝很容易吸潮生锈,导致焊缝金属中扩散氢含量增加,裂纹倾向增加等。同时吸潮后的自保护药芯焊丝在施焊时气孔敏感性增加,最终导致焊接质量和焊接接头的力学性能下降等。另外,采用真空包装的自保护药芯焊丝,在运输的过程中真空袋因野外道路颠簸或焊丝盘之间的相互摩擦而损坏也是在所难免的。
申请人经过检索,在国内外尚未公开任何关于无缝自保护药芯焊丝的相关报道。
【发明内容】
为克服背景技术中存在的不足,本发明提供了一种无缝自保护药芯焊丝,本发明采用低碳钢带作为焊丝的外皮,然后在外皮内设置药芯粉,本发明中药芯粉使用氟钡锂作为主要的造气和造渣剂,在焊接过程中,在电弧热的作用下氟钡锂更容易气化,形成保护气囊保护熔池和熔滴,阻止空气中的氧氮对熔池和熔滴的侵害,同时氟钡锂相比于氟化钡或氟化钙可以实现更短的电弧控制,这样更有利于全位置焊接和减少空气对熔池和熔滴的侵害等。
为实现如上所述的发明目的,本发明采用如下所述的技术方案:
一种无缝自保护药芯焊丝,包括外皮和药芯粉,所述外皮为低碳钢带,在外皮内设有药芯粉,所述药芯粉的成分按质量百分比包括如下成分:
余量为铁粉。
所述的无缝自保护药芯焊丝,所述金属氟化物由氟钡锂和氟化镁或氟化钠或氟化钙中的一种或多种组合构成,其中氟钡锂在金属氟化物中的含量为60%~99%。
所述的无缝自保护药芯焊丝,所述外皮添加药芯粉后,经轧辊成型和焊合后,再经退火、减径和镀铜后得到所述的无缝自保护药芯焊丝。
所述的无缝自保护药芯焊丝,所述焊丝的直径为1.2~2.0mm,药芯粉的填充率为18%~24%。
采用如上所述的技术方案,本发明具有如下所述的优越性:
本发明所述的一种无缝自保护药芯焊丝,本发明采用低碳钢带作为焊丝的外皮,然后在外皮内设置药芯粉,所述药芯粉的成分中:
金属氟化物中的氟钡锂作为主要的造气和造渣剂,这是因为氟钡锂“LiBaF3”熔点较低约900℃,远低于氟化钡“熔点1353℃”和氟化钙“熔点1403℃”的熔点,焊接过程中在电弧热的作用下氟钡锂更容易气化,形成保护气囊保护熔池和熔滴,阻止空气中的氧氮对熔池和熔滴的侵害,氟钡锂相比于氟化钡或氟化钙可以实现更短的电弧控制,这样更有利于全位置焊接和减少空气对熔池和熔滴的侵害,同时,氟钡锂在电弧热作用下更容易电离出锂离子,电离出的锂离子可以起到稳弧的作用,而氟钡锂在焊接过程中分解产生的氟化钡也可以起到造气和造渣的作用,因此选用氟钡锂作为主要的造气和造渣剂相比于传统的氟化钡或氟化钙可以实现一举多得的益处。在本发明中氟钡锂在添加的金属氟化物中的含量要大于60%,金属氟化物总量占粉芯的40~60%。当金属氟化物少于40%时,造气、造渣不充分,产生的熔渣少、容易产生气孔。当金属氟化物大于60%时,容易淌渣,且焊缝中过渡的合金元素相对含量偏低,焊缝金属的强度较低。因此金属氟化物的加入量控制在40~60%为宜。
Fe2O3或Fe3O4:调节铁水的粘度,Fe2O3或Fe3O4加入量低于4%时铁水流动性不足,不利于熔池的铺展和浸润。Fe2O3或Fe3O4加入量高于12%时铁水太稀,全位置焊接时容易淌渣。因此Fe2O3或Fe3O4的加入量应控制在4%~12%之间。
铝镁合金:主要目的在于脱氧。铝镁合金加入量低于10%时,脱氧不足容易产生气孔。铝镁合金加入量高于18%时,焊缝中过渡的残留铝含量过高,导致焊缝金属中容易形成粗大的铁素体和形成氧化铝夹杂,最终影响焊缝的力学性能,尤其是低温冲击韧性。因此铝镁合金的最佳加入量为10%~18%。
氟化稀土:主要目的在于净化熔池,提高焊缝金属的低温韧性,加入量为1%~3%。
金属锆:主要是利用锆的细晶强化作用提高焊缝金属的强度和韧性,达到强韧匹配,加入量为0.5~2%。
金属锰或锰合金:主要目的在于脱氧的同时提高焊缝金属的抗拉强度和韧性。含量过低焊缝金属强度过低,含量过高导致焊缝金属强度过高韧性下降。因此金属锰或锰合金的加入量为4%~8%。
金属镍:主要目的在于提高焊缝金属的低温冲击韧性,加入量6%-10%最佳。
本发明特别适用于X80管线钢、长输管道、储油罐、桥梁、海洋平台、高层钢结构建筑等领域,可以解决现有有缝自保护药芯易吸潮、易生锈、运输储存困难等问题。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明,本发明并不局限于下面的实施例;
本发明所述的一种无缝自保护药芯焊丝,包括外皮和药芯粉,所述外皮为低碳钢带,在外皮内设有药芯粉,所述药芯粉的成分按质量百分比包括如下成分:
其中所述金属氟化物由氟钡锂和氟化镁或氟化钠或氟化钙中的一种或多种组合构成,其中氟钡锂在金属氟化物中的含量为60%~99%。
本发明采用在线同步添加药芯粉,添加药芯粉后的外皮,经轧辊成型和焊合后,再经退火、减径和镀铜后得到所述的无缝自保护药芯焊丝,所述所述焊丝的直径为1.2~2.0mm,药芯粉的填充率为18%~24%。
本发明的具体实施例1:
药芯粉组成氟钡锂(LiBaF3)45%,氟化镁(MgF2)5%,氟化钠(NaF)5%,氟化钙(CaF2)5%,Fe3O44%,氟化稀土(ReF)3%,金属锰(Mn)7%,铝镁合金(Al-Mg)10%,金属镍(Ni)6%,金属锆(Zr)0.5%,余量铁粉(Fe),填充率18%,焊丝直径2.0mm。
本发明的具体实施例2:
药芯粉组成氟钡锂(LiBaF3)38%,氟化钠(NaF)2%,Fe2O312%,氟化稀土(ReF)1%,金属锰(Mn)8%,铝镁合金(Al-Mg)18%,金属镍(Ni)10%,金属锆(Zr)1.0%,余量铁粉(Fe),填充率22%,焊丝直径2.0mm。
本发明的具体实施例3:
药芯粉组成氟钡锂(LiBaF3)41%,氟化钠(NaF)4%,氟化钙5%,Fe3O410%,氟化稀土(ReF)2.0%,金属锰(Mn)4%,铝镁合金(Al-Mg)16%,金属镍(Ni)8%,金属锆(Zr)2.0%,余量铁粉(Fe),填充率23%,焊丝直径2.0mm。
本发明所述的无缝自保护药芯焊丝的制备方法如下:外皮选用普通的低碳钢带,化学成分和性能见表2和表3所示。焊丝熔敷金属化学成分和力学性能见表4和表5。
表1 本发明实施例的无缝自保护药芯焊丝的药芯粉的化学组成(重量%)
表2 本发明实施例的无缝自保护药芯焊丝选用钢带的化学成分(重量%)
化学成分 | C | Si | Mn | S | P | Fe |
重量% | 0.035 | 0.02 | 0.22 | 0.005 | 0.01 | 余量 |
表3 本发明实施例的无缝自保护药芯焊丝选用钢带的性能
表4 本发明实施例的无缝自保护药芯焊丝熔敷金属的化学成分(重量%)
C | Si | Mn | S | P | Ni | Al | |
实施例1 | 0.037 | 0.086 | 1.35 | 0.0042 | 0.013 | 1.86 | 0.86 |
实施例2 | 0.048 | 0.075 | 1.40 | 0.0047 | 0.012 | 2.21 | 1.15 |
实施例3 | 0.042 | 0.068 | 1.01 | 0.0052 | 0.014 | 1.96 | 1.12 |
表5 本发明实施例的无缝自保护药芯焊丝熔敷金属的力学性能
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例,当前认为是适宜的,但是,应了解的是,本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (4)
1.一种无缝自保护药芯焊丝,包括外皮和药芯粉,其特征是:所述外皮为低碳钢带,在外皮内设有药芯粉,所述药芯粉的成分按质量百分比包括如下成分:
余量为铁粉。
2.根据权利要求1所述的无缝自保护药芯焊丝,其特征是:所述金属氟化物由氟钡锂和氟化镁或氟化钠或氟化钙中的一种或多种组合构成,其中氟钡锂在金属氟化物中的含量为60%~99%。
3.根据权利要求1所述的无缝自保护药芯焊丝,其特征是:所述外皮添加药芯粉后,经轧辊成型和焊合后,再经退火、减径和镀铜后得到所述的无缝自保护药芯焊丝。
4.根据权利要求3所述的无缝自保护药芯焊丝,其特征是:所述焊丝的直径为1.2~2.0mm,药芯粉的填充率为18%~24%。
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