CN106736020A - 耐热钢药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种耐热钢药芯焊丝,包括钢皮和药芯粉,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石18%~20%、硅灰石1.5%~2.5%、硅锰合金20%~23%、铁粉8%~10%、镍粉1.5%~2.5%、氟化硅2%~6%、氮化硼5%~9%、稀土铈0.01~0.08%、铬铁10%~14%、钼铁5%~7%、中碳锰铁6%~8%、镁砂2.5%~5%、石英6%~8%、萤石0.5%~2%、氧化铝0.5~2%、氧化锰0.2~0.6%与钛铁0.5%~2%。该药芯焊丝既能用CO2气体保护焊,又具有飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧,熔滴过度形态为射流过渡的优点。
Description
技术领域
本发明属于金属焊接材料技术领域,具体涉及一种耐热钢药芯焊丝。
背景技术
以Cr-Mo(铬-钼)为基材的低、中合金珠光体耐热钢(包括贝氏体钢)是动力、石油和化工等工业高温条件下工作的重要金属材料。它一般用于600℃以下环境使用,其不仅有很好的抗氧化性和热强性,还有比较好的耐硫酸和耐氢腐蚀的性能。这类钢的焊接方法常用的有手工电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊和TIG焊,通常传统的耐热钢药芯焊丝在使用时必须使用混合气体(Ar+CO2)作为保护气体,以保证弧的稳定性和金属滴的移动,但Ar价格较高,且Ar+CO2不易控制,因此使得传统的耐热钢药芯焊丝的使用环境受到限制。若采用100%CO2气体保护焊,则存在焊接过程飞溅较大,不容易脱渣,电弧不稳定,焊缝金属的氧含量增大,焊缝金属韧性降低等缺陷。
发明内容
本发明提出一种耐热钢药芯焊丝,该药芯焊丝既能用CO2气体保护焊,又具有飞溅小、脱渣容易、电弧稳定燃烧,熔滴过度形态为射流过渡的优点。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种耐热钢药芯焊丝,包括钢皮和药芯粉,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石18%~20%、硅灰石1.5%~2.5%、硅锰合金20%~23%、铁粉8%~10%、镍粉1.5%~2.5%、氟化硅2%~6%、氮化硼5%~9%、稀土铈0.01~0.08%、铬铁10%~14%、钼铁5%~7%、中碳锰铁6%~8%、镁砂2.5%~5%、石英6%~8%、萤石0.5%~2%、氧化铝0.5~2%、氧化锰0.2~0.6%与钛铁0.5%~2%。
进一步,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石19%、硅灰石2%、硅锰合金20%、铁粉9%、镍粉2%、氟化硅4%、氮化硼8%、稀土铈0.04%、铬铁12%、钼铁5%、中碳锰铁6%、镁砂4%、石英6%、萤石0.56%、氧化铝1.5%、氧化锰0.4%与钛铁0.5%。
进一步,所述金红石含TiO2的量大于95%,所述的硅灰石含CaSiO3的量大于65%,所述的中碳锰铁含锰的量为79%~85%,所述的铬铁含铬的量为64%~66%;所述的钼铁含钼的量为40%~42%;所述的钛铁含钛的量为20%~22%。
进一步,所述药芯粉的各组分的粒度大小满足为能通过60~70目的筛子。
金红石:其含TiO2量大于95%,作为造渣剂使用,严格控制造渣剂的加入量,可以减薄焊后渣壳,有利于熔池中气体的逸出,减少气孔数量,提高焊丝的熔敷速度。
硅灰石:其CaSiO3的含量大于65%,主要起到造渣作用,还可以调整熔渣的粘度、熔点、表面张力和流动性。
硅锰合金:其硅的含量为20%~25%,配方中加入适量的硅元素有助于改善焊缝成型。
铁粉:其Fe的含量不低于98%,铁粉的加入量增大可以有助于提高熔敷效率,减少在带底漆钢板上高速角焊时出现的气孔和凹坑的数量。
镍粉:其镍的含量不低于99%,向焊缝金属过渡合金元素。
氟化硅与氮化硼加入使得其主要作用是调节熔渣熔点和凝固温度。
镁砂:其氧化镁的含量不低于98%,镁砂的加入主要起造渣作用,细化熔滴,改善熔渣粘度。
石英:其二氧化硅的含量不低于98%,主要是调整熔渣的物化性能,起造渣和降低熔渣的碱度的作用。
萤石:其氟化钙的含量不低于98%,主要用于造渣和改善熔渣的物化性能。
钛铁:其钛的含量为20%~22%,可以细化晶粒,利于焊缝金属韧性的改善。
氧化铝与氧化锰的配合主要是调整熔渣的物化性能,利于焊缝金属韧性的改善。
本发明的耐热钢用药芯焊丝制备方法采用现有技术,包括以下步骤:
1、按配方比例配制本发明药粉;
2、将钢带轧成U形,再向U形槽中加入占本发明焊丝总重的16%~18%的本发明药芯粉;
3、用成形机将U形槽合口,使药芯粉包裹其中,通过拉丝机,逐道经过拉丝机拉拔、减径,最后使其直径达到1.2mm,得到最终产品。
本发明的有益效果:
本发明采用金红石、氟化硅、氮化硼并以较大比例加入配方,可以改善焊接工艺性能,其具有在CO2保护下使用时可以全位置连接焊接,电弧稳定性好,飞溅少,脱渣容易且熔滴过渡是射流过渡等优点;具有优良的抗氧化性和热强性,并改善了金属韧性;另外,通过调整药粉组成,解决了焊缝表面压坑的问题,经应用试验证明,脱渣容易,电弧稳定,焊缝表面成型光亮、光滑、无点状压坑,表面质量好,增强了焊缝的承载能力。
具体实施方式
实施例1
一种耐热钢药芯焊丝,包括钢皮和药芯粉,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石19%、硅灰石2%、硅锰合金20%、铁粉9%、镍粉2%、氟化硅4%、氮化硼8%、稀土铈0.04%、铬铁12%、钼铁5%、中碳锰铁6%、镁砂4%、石英6%、萤石0.56%、氧化铝1.5%、氧化锰0.4%与钛铁0.5%。
先将上述重量配比的粉末的粒度通过60目的筛子筛选,然后将各组分的粉末放入混粉机内混合40分钟,然后将混合粉末加入低碳钢带的U形槽中;将U型槽合口,使药粉包裹其中;然后通过拉丝机逐道拉拔、减径,最后使其直径达到规定值,从而实现本发明的药芯焊丝。
实施例2
其它与实施例一基本相同,其不同之处在于:药粉中各组分的重量百分比为:
金红石18%、硅灰石2.5%、硅锰合金20%、铁粉8%、镍粉2.5%、氟化硅6%、氮化硼9%、稀土铈0.08%、铬铁10%、钼铁5%、中碳锰铁8%、镁砂2.5%、石英6%、萤石0.5%、氧化铝0.92%、氧化锰0.5%与钛铁0.5%。
实施例3
其它与实施例一基本相同,其不同之处在于:药粉中各组分的重量百分比为:
金红石20%、硅灰石2.5%、硅锰合金21%、铁粉8%、镍粉1.5%、氟化硅2%、氮化硼5%、稀土铈0.01%、铬铁10%、钼铁5%、中碳锰铁6%、镁砂5%、石英8%、萤石2%、氧化铝2%、氧化锰0.29%与钛铁1.7%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种耐热钢药芯焊丝,包括钢皮和药芯粉,其特征在于,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石18%~20%、硅灰石1.5%~2.5%、硅锰合金20%~23%、铁粉8%~10%、镍粉1.5%~2.5%、氟化硅2%~6%、氮化硼5%~9%、稀土铈0.01~0.08%、铬铁10%~14%、钼铁5%~7%、中碳锰铁6%~8%、镁砂2.5%~5%、石英6%~8%、萤石0.5%~2%、氧化铝0.5~2%、氧化锰0.2~0.6%与钛铁0.5%~2%。
2.根据权利要求1所述的耐热钢药芯焊丝,其特征在于,所述药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石19%、硅灰石2%、硅锰合金20%、铁粉9%、镍粉2%、氟化硅4%、氮化硼8%、稀土铈0.04%、铬铁12%、钼铁5%、中碳锰铁6%、镁砂4%、石英6%、萤石0.56%、氧化铝1.5%、氧化锰0.4%与钛铁0.5%。
3.根据权利要求1或2所述的耐热钢药芯焊丝,其特征在于,所述金红石含TiO2的量大于95%,所述的硅灰石含CaSiO3的量大于65%,所述的中碳锰铁含锰的量为79%~85%,所述的铬铁含铬的量为64%~66%;所述的钼铁含钼的量为40%~42%;所述的钛铁含钛的量为20%~22%。
4.根据权利要求1所述的耐热钢药芯焊丝,其特征在于,所述药芯粉的各组分的粒度大小满足为能通过60~70目的筛子。
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