CN107009053A - 一种用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝。药芯焊丝的各组分按质量百分比计算为：氟化物2.0～4.5％、碳酸物0.2～2.0％、铝1.5～4.0％、镁0.5～2.0％、石墨0.05～0.25％、长石0～1％、锰和/或铁0.20～1.50％、钾钠化合物0.02～0.20％、其余为金属外皮及不可避免的夹杂物。

Description

一种用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝。
背景技术
自保护药芯焊丝中含有较多的产生气体的药粉，与其他焊接材料相比，自我保护作用加强，因此，受风的影响引起的缺陷发生率较小。特别适合于建筑、桥梁等野外作业和不易运输气体的场合。目前应用的规格的自保护药芯焊丝的较多，而应用于小电流焊接条件下的细丝直径的自保护药芯焊丝的报道较少。并且拉拔较细直径的自保护药芯焊丝难度大，容易断开，对后续的加工带来不必要的麻烦。
自保护药芯焊丝中含有一些钡的化合物，如BaF、BaCO3等，而这些化合物对人的身体有害；由于在房屋、栅栏、汽车等产品的维修领域急需适应于较薄钢板焊接的材料，使得开发细直径、无Ba化合物的自保护药芯焊丝成为必要。
发明内容
发明的目的在于提供一种的自保护药芯焊丝，特别适合于1～4mm薄钢板的焊接，其焊接电弧稳定，焊缝表面成形良好，金属无气孔、裂纹等表面缺陷。
本发明细直径的自保护药芯焊丝由SPCC钢带包覆药粉，经轧制、拔制而成，其各组分按质量百分比计算为：
氟化物2.0～4.5％、碳酸物0.2～2.0％、铝1.5～4.0％、镁0.5～2.0％、石墨0.05～0.25％、长石0～1％、锰和/或铁0.20～1.50％、钾钠化合物0.02～0.20％、其余为金属外皮及不可避免的夹杂物，其中药粉的粒径80目筛，药粉占整条焊丝质量的8～12％，金属外皮为SPCC钢带，
各种药粉的作用如下：
氟化物：氟化锶或氟化钙作为气体发生剂的主要成分，能够保证电弧的稳定燃烧，形成气罩，避免空气中的有害气体氧、氮进入熔池，保护焊缝金属，同时避免形成金属的氧化物、氮化物进入熔池，形成夹渣缺陷，
合适的氟化物能够保证焊缝金属较好的外观成型，将含量控制在2.0％以下时，不能形成充分的屏蔽效果，容易造成气孔的产生，使得焊缝表面成形不良；相反，当氟化物含量高于4.5％时，会导致弧压增大，电弧变长，使得有害气体更易进入电弧中，使电弧不稳定，焊缝质量恶化；
碳酸盐：碳酸锶或碳酸钙的主要作用是造渣、造气剂，与氟化物联合保护，使屏蔽效果更好，当含量低于0.2％时，屏蔽效果充分，而产生的渣量不足以保护焊缝；当含量高于2.0％时，电弧不稳定，过多的渣被卷入焊缝中，形成夹渣；
铝粉：作为强有力的脱氧脱氮剂，能够有效防止气孔的产生，当含量小于2.0％时，容易产生气孔；当含量大于4.0％时，使焊缝脱渣性较差，表面成形不良；
镁粉：能够调节熔渣的酸碱性，同时能够防止焊缝气孔的产生，当镁粉过少时，焊缝金属的脱酸性不足，容易形成气孔；当镁粉过多时，电弧燃烧不稳定，造成焊缝形状凸状化，使得焊缝成形变差；
石墨：起到脱氧的作用，能够降低气孔的产生，并能减轻Al对焊缝的不利的影响；
锰、铁作为脱氧剂加入药粉中，同时能够消除过量的Al元素造成的晶粒粗大的影响，提高焊缝金属的韧性；
钾钠化合物作为稳弧剂加入药粉中，当含量低于0.02％时，电弧变得不稳定；如果超过0.3％，亦会导致电弧的不稳定，甚至将熔渣卷入到焊缝中。
附图说明
图1为本发明中直径为0.8mm的自保护药芯焊丝截面示意图。
图2为本发明中直径为0.9mm的自保护药芯焊丝截面示意图。
图3是本发明实施例中，焊接所用试板的坡口尺寸及焊接顺序示意图，
其中，试板的板厚为4mm,坡口角度为60°，焊接顺序(焊道的顺序)为1、2、3-1、3-2，1为正面第一层焊道；2为反面焊接；3为正面盖面，施焊两道3-1、3-2。
具体实施方式
按照表1各具体试样中的质量百分配比，将药粉各组分混合均匀后统一用SPCC钢带包覆药粉，经轧制、拔制制备成用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，
表1
注：其余为添加的药粉中不可避免的杂物以及金属外皮SPCC钢带。
上表中药粉的各成分以SrF2(99％原料纯度，下同)、SrCO3(98.5％)、Al粉(99％)、铝镁合金(AL40％-Mg60％或Al60％-Mg40％)、石墨(100％)、高碳锰铁(Mn72％-C6.5％)、低碳锰铁(Mn75％-C1.5％)、氟化钠(99％)、长石(SiO250％-CaO20％-K2O25％)、CaCO3(98％)、CaF2(98.5％)的形式加入。
通过在试板上堆焊(图3是焊接所用试板的坡口尺寸及焊接顺序示意图)，测试表1中各焊丝试样的焊接工艺性能，并进行比较，具体如表2所示；而焊接得到的焊缝金属的情况如表3所示：
表2
注：○-代表正常；×-代表不正常。
其中，试样号2、5、11-13的细直径自保护药芯焊丝的焊缝成形较好，无气孔产生，脱渣性较好；其余试样更多是作为对比：
试样号1中加入了较多的氟化钙，使得电弧增长，时有气孔产生；试样3中加入较多的氟化锶，焊缝成形较差；试样4中的加入的氟化锶较少，此时屏蔽气体的效果较差，焊缝中也有气孔的存在；试样6中加入较多造渣剂、造气剂SrCO3，此时电弧不稳定，且熔渣易卷入焊缝中；试样7中SrCO3较少，此时屏蔽氧、氮效果不好，产渣量不足，熔渣不能均匀铺在焊缝上；试样8中含有较多的铝元素，此时焊缝脱渣性较差，焊缝成形不良；试样9中的铝元素较少，焊缝中产生了较多的气孔；试样10中含有较多的钾钠化合物，此时电弧较不稳定；试样14、15中的钾钠比低于或超出0.3～0.5时，电弧不稳定；试样16中，加入过多的铁粉后，在加工制造过程中，焊丝易断线，无法拉拔。
表3
可见，本发明的自保护药芯焊丝具有较好的焊接性能，得到的焊接接头具有较好的力学性能，适合较薄钢板的焊接。

Claims (6)

1.一种用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝的各组分按质量百分比计算为：
氟化物2.0～4.5％、碳酸物0.2～2.0％、铝1.5～4.0％、镁0.5～2.0％、石墨0.05～0.25％、长石0～1％、锰和/或铁0.20～1.50％、钾钠化合物0.02～0.20％、其余为金属外皮及不可避免的夹杂物。
2.如权利要求1所述的用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的金属外皮为SPCC钢带。
3.如权利要求1所述的用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的氟化物为氟化锶和氟化钙中的一种或两种的组合。
4.如权利要求1所述的用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的碳酸盐为碳酸锶和碳酸钙中的一种或两种的组合。
5.如权利要求1所述的用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：所述的药芯焊丝由金属外皮包覆药粉后，经轧制、拔制而成。
6.如权利要求1所述的用于薄板的细直径的自保护药芯焊丝，其特征在于：药粉被金属外皮包裹成圆柱体形，成型后药芯焊丝的横截面直径为0.8mm～0.9mm。
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