CN106736048B - 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝 - Google Patents

一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝 Download PDF

Info

Publication number
CN106736048B
CN106736048B CN201611073242.9A CN201611073242A CN106736048B CN 106736048 B CN106736048 B CN 106736048B CN 201611073242 A CN201611073242 A CN 201611073242A CN 106736048 B CN106736048 B CN 106736048B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
cored wire
welding
flux
weathering steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611073242.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106736048A (zh
Inventor
朱珍彪
郭纯
王志银
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
725th Research Institute of CSIC
Original Assignee
LUOYANG SHUANGRUI SPECIAL ALLOY MATERIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LUOYANG SHUANGRUI SPECIAL ALLOY MATERIAL Co Ltd filed Critical LUOYANG SHUANGRUI SPECIAL ALLOY MATERIAL Co Ltd
Priority to CN201611073242.9A priority Critical patent/CN106736048B/zh
Publication of CN106736048A publication Critical patent/CN106736048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106736048B publication Critical patent/CN106736048B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B23K35/0266—Rods, electrodes, wires flux-cored
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3608—Titania or titanates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
    • B23K35/406—Filled tubular wire or rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
    • B23K35/406—Filled tubular wire or rods
    • B23K2035/408—Filled tubular wire or rods with welded longitudinal seam

Abstract

一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝，涉及焊接材料领域，由碳钢外皮与药芯粉组成，按质量百分比计，药芯粉由以下组分混合而成：石墨：0.5～1%，硅铁合金：2～8%，锰铁合金：8～20%，镍粉：2～10%，铬粉：2～10%，铜粉：2～6%，镁粉：0.5～2%，铁粉：40～70%，稳弧剂：0.5～2%。本发明的药芯焊丝适应于采用Ar‑CO2混合气体保护焊接，其熔敷金属屈服强度可达到500MPa以上，且‑40℃冲击功大于60J，并且具有良好的焊接工艺性和耐候性。

Description

一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝
技术领域
本发明涉及焊接材料领域，具体涉及一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝。
背景技术
耐候钢最大的特点为具有防腐作用的Cu、P、Cr、Ni等合金元素，且含量不是很高。由于这种钢耐大气腐蚀性能远高于普通碳钢，因而在国外广泛应用于集装箱、桥梁、汽车、铁路车辆和建筑等制造行业，屈服强度超过450MPa的Q450NQR1、Q500NQR1高强耐候钢广泛应用于铁路车辆制造。高强度耐候钢除了有高强韧性的要求，还要求有高的焊接效率和耐候性能，相应地，其配套焊接材料在强度、塑韧性、耐候性及可焊性等方面也应有较高性能，达到与母材相匹配的目的，熔敷金属要具有较高的低温韧性要求：-40℃冲击大于60J。目前耐候钢焊接主要使用实心焊丝，而金属粉芯无缝药芯焊丝除了具有实心焊丝的所有优点外，另外还具有焊接工艺性好，电弧稳定、无飞溅的特点。金属粉芯型药芯焊丝具有熔敷效率高，多层多道焊不用清渣，大大提高工作效率。现有的焊接材料中能够保证焊缝金属的屈服强度达到500MPa，且具有良好的韧性、塑性及耐候性的金属粉芯药芯焊丝并不多。
专利申请号：201510606269.9、公开号CN 105081609A 公开了一种耐候钢用高强高韧性全位置焊气保护药芯焊丝，采用的是有缝钛型渣系非金属粉芯药芯焊丝。专利申请号201010138808.8、公开号CN101804529A公开了一种50公斤级全位置焊耐火耐候钢药芯焊丝，其实施例给出的熔敷金属冲击功为常温，没有-40℃的冲击功给出说明。国外专利检索：Flux cored wire for gas shielded arc welding of high strength steel 公开号 US2011073570 A1 该专利公开了一种熔渣型高强钢用药芯焊丝；Meta cored wire for gasshielded arc welding having excellent zinc primer resistant performance andlow temperature impact toughness 公开号：US 6476356 B2该专利公开了一种用于镀锌钢板的金属粉芯型药芯焊丝。
经检索发现，现有技术中未见有相关的用于采用Ar-CO2混合气体保护，屈服强度为500MPa的高强度耐候钢焊接用的金属粉芯型无缝药芯焊丝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度耐候钢焊接用的金属粉芯型无缝药芯焊丝，该焊丝适应于采用Ar-CO2混合气体保护焊接，其熔敷金属屈服强度可达到500MPa以上，且-40℃冲击功大于60J。
本发明的一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其熔敷金属化学成分应满足：按质量百分比计，C≤0.10%，Si：0.2～0.70%，Cr：0.1～0.5%，Mn：0.8～1.6%，Cu：0.1～0.5%，Ni：0.3～1.0%，P≤0.015%，S≤0.015%，Fe：94～97.6%，其它杂质元素≤0.050%。
本发明的技术关键是控制药芯焊丝中药芯粉中各成分的比例：
一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝，由碳钢外皮与药芯粉组成，按质量百分比计，药芯粉由以下组分混合而成：石墨：0.5～1%，硅铁合金：2～8%，锰铁合金：8～20%，镍粉：2～10%，铬粉：2～10%，铜粉：2～6% ，镁粉：0.5～2%，铁粉：40～70%，稳弧剂：0.5～2%。
所述稳弧剂为Na2O、K2O、NaF、K2SiF6、K2ZrF6、Na3AlF6、K3AlF6中的任一种或多种。
所述硅铁合金中硅的质量百分含量为45%，锰铁合金中锰的质量百分含量为80%。
碳：碳是固溶强化保证熔敷金属强度的重要元素，同时一定的碳含量能够降低焊丝短路过渡的飞溅，碳的加入形式可以是石墨、各种铁合金等。碳含量小于0.5%不能保证强度，碳含量大于1%一方面会导致强度过高，C含量过高会降低焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，另一方面会恶化焊接工艺性，所以要严格控制焊丝中的碳，药芯组分中碳含量控制在C：0.5～1%。
硅：硅是重要的脱氧元素，同时也是强化元素，一定量的硅对于提高强度和韧性具有重要作用，但是过量的硅会导致焊缝中渗硅严重，恶化低温韧性，同时也会造成焊缝熔渣过多，在多层多道焊中容易出现夹渣的缺陷。因此熔敷金属硅含量控制0.2～0.70%之间。硅的加入形式可以是硅铁、硅锰合金等，药芯组分中硅铁加入量为2～8%。
锰：锰是重要的脱氧元素，同时也是强化元素，一定量的锰对于提高强度和韧性具有重要作用，但是过量的锰会导致强度过高，恶化低温韧性，因此熔敷金属锰含量控制在0.8～1.6%之间，药芯组分中锰铁加入量为8 ～20%，锰的加入形式可以是锰铁、金属锰、硅锰合金等。
镍：镍不仅能够提高焊缝金属强度同时也是提高韧性的重要元素。如果熔敷金属镍含量小于0.3%，那么就达不到效果，但是镍含量大于1.0%，那么强度会过高，韧性下降，同时容易出现热裂纹，药芯组分中镍的加入量为2 ～10%。
铬：铬是一种重要的析出沉淀强化元素，易于与碳结合在晶界析出碳鉻化合物，提高焊缝强度，同时在表面形成一种氧化膜，提高耐腐蚀能力。但是过高的铬会恶化低温冲击韧性。因此熔敷金属铬含量限制0.1～0.5%之间，药芯组分中铬粉加入量为2～10%。铬的加入形式可以是金属铬、低碳铬铁等。
铁粉：铁粉具有调节填充率和改善焊接电弧稳定性的作用，但是过量的铁粉会产生大量飞溅。因此铁粉量控制在40～70%之间。
镁粉：用于焊接电弧中脱氧，药芯组分中镁粉量小于0.5%时，脱氧不足；镁粉量大于2%时恶化焊接工艺性。
铜：铜具有析出沉淀强化作用，但是过量的铜容易加大产生液化裂纹倾向。因此铜含量要小于6%。铜的加入形式可以是金属铜，也可以通过在焊丝表面镀铜加入。适量的Cu能提高焊缝强韧性及耐大气腐蚀性能，熔敷金属Cu 含量小于0.5％时，以固溶强化方式提高焊缝强度，并提高针状铁素体含量，当Cu 含量大于0.5％时，以析出方式强化焊缝，但对焊缝韧性不利，药芯组分中铜粉含量控制在2~6%之间。
稳弧剂：Na2O、K2O、K2ZrF6、K3AlF6等具有稳弧作用，改善焊接工艺性，提高形成喷射过渡的焊接工艺范围，因此填加量要不高于1.0%，如果填加过量，则会导致脱渣困难。其中氟化物的含量不能超过0.10%，否则会产生大量飞溅。
本发明的一种金属粉芯型无缝药芯焊丝具有如下特点：
采用80%Ar+20%CO2气体保护时，其熔敷金属力学性能为：Rp0.2 ≥ 500MPa，Rm ≥600MPa，A ≥ 22％，-40℃下AKv ≥ 60J，各项指标均达到要求。其熔敷金属屈服强度可达到500MPa以上，具有较高的强度；-40℃冲击功平均值达到90J以上，具有较好的低温冲击韧性。
具有良好的焊接工艺性，焊接时电弧稳定，飞溅小，无气孔，易于形成喷射过渡，操作容易，焊缝成型好，渣少；在80%Ar+20%CO2气体保护条件下，电弧稳定，焊丝熔化均匀，焊缝成型好；大规范条件下焊接工艺性良好。
药芯焊丝表面可以镀铜，提高导电能力和防锈能力，送丝稳定。
周期间浸加速腐蚀试验相对腐蚀率≤10%。
具体实施方式
下面列举三个具体实施例，本发明的药芯焊丝由碳钢外皮和药芯粉组成，其中药芯粉占焊丝总质量的15%。各实施例药芯粉的原料配比见表1。
表1 各实施例药芯粉的组成（质量百分比%）
对采用上述三个实施例的药芯粉制得的三种药芯焊丝进行熔敷金属力学性能试验，试板坡口、尺寸、取样方法与位置均按照中国国家标准GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》进行，采用的保护气体和焊接规范如下所述：保护气体采用80%Ar+20%CO2，接入直流反接式电源进行焊接操作，实施例1、2、3焊接电流280A～320A，焊接电压28～32V。焊接速度45cm/min，150℃的道间温度，按照TB/T2375-938《铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法》对焊接熔敷金属相对Q45NQR1钢板的相对腐蚀速率进行测定。各实施例所制得焊丝熔敷金属的化学成分、性能见表2~4。
表2 熔敷金属化学成分
表3熔敷金属力学性能
表4周期浸润腐蚀试验结果

Claims (2)

1.一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝，由碳钢外皮与药芯粉组成，其特征在于：按质量百分比计，药芯粉由以下组分混合而成：石墨：0.5～1%，硅铁合金：2～8%，锰铁合金：8～20%，镍粉：2～10%，铬粉：2～10%，铜粉：2～6% ，镁粉：0.5～2%，铁粉：40～70%，稳弧剂：0.5～2%，所述硅铁合金中硅的质量百分含量为45%，锰铁合金中锰的质量百分含量为80%。
2.如权利要求1所述的一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征在于：所述稳弧剂为Na2O、K2O、NaF、K2SiF6、K2ZrF6、Na3AlF6、K3AlF6中的任一种或多种。
CN201611073242.9A 2016-11-29 2016-11-29 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝 Active CN106736048B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611073242.9A CN106736048B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611073242.9A CN106736048B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106736048A CN106736048A (zh) 2017-05-31
CN106736048B true CN106736048B (zh) 2019-04-19

Family

ID=58900544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611073242.9A Active CN106736048B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106736048B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107283084B (zh) * 2017-06-23 2019-09-20 天津市永昌焊丝有限公司 一种耐海洋大气腐蚀钢用埋弧药芯焊丝
CN108907498A (zh) * 2018-08-02 2018-11-30 天津市永昌焊丝有限公司 一种高韧性耐腐蚀埋弧金属粉芯焊丝
CN108907505B (zh) * 2018-09-06 2020-12-29 四川大西洋焊接材料股份有限公司 Q550MPa高强钢专用焊丝及制备方法
CN109175775B (zh) * 2018-10-23 2021-11-12 郑州大学 一种耐候钢q550nh焊接用药芯焊丝
CN109623196B (zh) * 2018-12-27 2021-10-15 天津市永昌焊丝有限公司 一种耐候钢用高韧性钛型药芯焊丝
CN110270775B (zh) * 2019-04-23 2020-12-29 安徽科技学院 一种抗中子辐照钢用金属粉芯型药芯焊丝
CN110125572A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种可焊后热处理的无缝埋弧药芯焊丝
CN111761252B (zh) * 2020-06-22 2022-04-15 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种细直径金属粉芯无缝药芯焊丝
CN112935614B (zh) * 2021-03-08 2022-09-09 山东聚力焊接材料有限公司 一种金属粉型药芯焊丝及其应用和制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63215395A (ja) * 1987-03-05 1988-09-07 Nippon Steel Corp ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ
CN101402160A (zh) * 2008-11-07 2009-04-08 山东大学 一种用于结构连接的金属粉芯焊丝
CN101745755A (zh) * 2009-12-29 2010-06-23 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 耐侯钢气体保护焊用药芯焊丝
CN103878501A (zh) * 2013-11-29 2014-06-25 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种高强钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝
CN104690445A (zh) * 2015-02-12 2015-06-10 西安理工大学 2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
CN105057925A (zh) * 2015-07-30 2015-11-18 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝
CN105772991A (zh) * 2016-05-20 2016-07-20 湘潭大学 一种镍铬型高耐蚀性药芯焊丝

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63215395A (ja) * 1987-03-05 1988-09-07 Nippon Steel Corp ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ
CN101402160A (zh) * 2008-11-07 2009-04-08 山东大学 一种用于结构连接的金属粉芯焊丝
CN101745755A (zh) * 2009-12-29 2010-06-23 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 耐侯钢气体保护焊用药芯焊丝
CN103878501A (zh) * 2013-11-29 2014-06-25 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种高强钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝
CN104690445A (zh) * 2015-02-12 2015-06-10 西安理工大学 2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
CN105057925A (zh) * 2015-07-30 2015-11-18 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝
CN105772991A (zh) * 2016-05-20 2016-07-20 湘潭大学 一种镍铬型高耐蚀性药芯焊丝

Also Published As

Publication number Publication date
CN106736048A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106736048B (zh) 一种高强度耐候钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝
CN104400250B (zh) 一种低温钢药芯焊丝
CA2748188C (en) Stainless steel flux-cored welding wire for welding of zinc-coated steel sheet and arc welding method of zinc-coated steel sheet using same
CN104959748A (zh) 一种海工低温高强钢专用药芯焊丝
US20080093351A1 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding for creep-resisting steels
CN106041363B (zh) 一种低温超高强度钢用药芯焊丝
CN102489902B (zh) 一种具有高冲击韧性钢焊接用金属粉型药芯焊丝
CN106825992B (zh) 一种620MPa级低温钢用药芯焊丝及其焊接方法
CN106141497B (zh) 一种685MPa级超高强度钢用药芯焊丝
JP6599781B2 (ja) 二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ
CN109623196B (zh) 一种耐候钢用高韧性钛型药芯焊丝
JP2012081514A (ja) 亜鉛めっき鋼板の隅肉アーク溶接方法
CN103878501A (zh) 一种高强钢用金属粉芯型无缝药芯焊丝
JP2016147273A (ja) ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ
CN102489895B (zh) 一种含钒耐热钢焊接用气体保护药芯焊丝
CN106078006A (zh) 一种550MPa高强钢用超低氢高韧性无缝药芯焊丝
CN101905393B (zh) 一种高韧性结构钢用实芯焊丝
CN110253172A (zh) 一种高强钢Ar-CO2气体保护焊用金属粉芯焊丝
CN106425163A (zh) 一种1100MPa级高强度、高韧性低合金钢电焊条
US9409259B2 (en) Welding compositions for improved mechanical properties in the welding of cast iron
JP2011245519A (ja) 耐高温割れ性に優れた溶接金属
CN108637524A (zh) 一种1500Mpa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝
CN107914099A (zh) 抗拉强度800MPa级的金红石型药芯焊丝及其制备方法
CN110900034B (zh) 一种全位置碱性药芯焊丝
CN102489901B (zh) 耐热钢焊接用气体保护焊药芯焊丝

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210128

Address after: No. 169, Binhe South Road, Luolong District, Luoyang City, Henan Province

Patentee after: NO.725 RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp.

Address before: 471000 No.20, Yanguang Road, Luoyang hi tech Development Zone, Luoyang City, Henan Province

Patentee before: LUOYANG SHUANGRUI SPEICAL ALLOY MATERIAL Co.,Ltd.