CN108406163B - T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents

T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种T2‑Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁2％‑5％，锰粉5％‑16％，铬粉22％‑40％，镍粉18％‑24％，钼粉6％‑12％，铌铁1％‑3％，银1％‑4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％。该药芯焊丝的制备方法为，首先，将原材料混合均匀并置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末，之后将药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；最后，采用绕丝机把药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装。该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后脱渣性良好，可连续施焊，有效的提升焊接生产效率。

Description

T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及一种T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，还涉及该药芯焊丝的制备方法。
背景技术
无磁钢属Fe—Mn—Al—C系列奥氏体金属材料，20Mn23Al作为变压器专用低磁钢板，主要用于变压器铁芯拉杆、夹件、油箱壁、法兰等要求无磁的部件，由于其磁导率低而电阻率高。在磁场中的涡流损耗极小，从而提高变压器的使用性能，因此这种铁锰铝系低磁钢已在全国变压器制造厂得到广泛应用。而且力学性能优良，加工制造中切割、焊接、钻孔、弯曲等与普通钢材同样容易，与不锈钢相比，不但降低材料成本、提高产品性能，还可节省加工费用。
铜与钢的原子半径、晶格类型、晶格常数及原子外层电子数目等都比较接近，且铜与铁在液态时无限互溶，在固态下，虽为有限固溶，但并不形成脆性金属间化合物，而是以(α+ε)的双相组织形式存在，这也是二者实现焊接的基本依据，并且铜-钢接头具有较高的强度、导热系数、导电性和较低的成本，但是，由于铜和钢材料之间的不匹配使得材料很难进行的异种焊接，这也是限制铜-钢装备工业发展的主要原因之一，因此研究铜-钢异种材料金属型药芯焊丝已亟不可待。
发明内容
本发明的目的是提供一种T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，获取力学性能优良的T2-Y与20Mn23Al异种材料焊接接头。
本发明的另一目的是提供上述金属型药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
外皮为纯铜带。
该药芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％。
本发明所采用的另一技术方案是，T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；
烘干温度为200℃～300℃，烘干时间为2h～2.5h；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
药芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装。
本发明的有益效果是，该药芯焊丝能够将焊接铜和无磁钢，并得到获取力学性能优良的异种材料焊接接头，且该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后脱渣性良好，可连续施焊，有效的提升焊接生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％；外皮为纯铜带；该芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％。
上述T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；
其中，烘干温度为200℃～300℃，烘干时间为2h～2.5h；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
药芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装。
该药芯焊丝中各组分的作用和功能如下：
铬是强烈形成并稳定奥氏体的元素，缩小奥氏体区，随着铬含量的增加，一些金属相(比如δ相)的形成倾向增大，Cr元素还具有显著提高焊缝金属耐蚀性的能力，使焊缝的耐蚀性能够达到使用的要求；
金属镍，具有提高焊接接头韧性的作用；
Mo与Mn具有提高焊缝强度的作用；
硅铁和铌铁具有净化焊缝的作用，可除去熔池中的S、P等有害元素。
本发明方法制备出的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180A～240A，电压为20V～26V，保护气体为He、Ar或者He70％～Ar30％混合气体，气体流速为15L/min。
实施例1
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，分别称取硅铁30g，锰粉120g，铬粉220g，镍粉180g，钼粉80g，铌铁20g，银20g，铜粉150g；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，时间为3h，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
该药芯焊丝中药芯的填充量为26％；
步骤4：采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。
用实施例1所制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊，焊接电流为180A，电压为22V，保护气体为He70％～Ar30％混合气体，气体流量为15L/min。焊缝成型美观，飞溅小，焊接接头无裂纹及夹渣。性能符合T2-Y与20Mn23Al异种材料使用要求。
实施例2
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，分别称取硅铁40g，锰粉50g，铬粉350g，镍粉240g，钼粉60g，铌铁30g，银10g，铜粉220g；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为220℃，时间为2h，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
该药芯焊丝中药芯的填充量为28％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。
用实施例2所制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊，焊接电流为200A，电压为24V，保护气体为He70％～Ar30％混合气体，气体流量为15L/min。焊缝成型美观，飞溅小，焊接接头无裂纹及夹渣。性能符合T2-Y与20Mn23Al异种材料使用要求。
实施例3
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，分别称取硅铁50g，锰粉80g，铬粉300g，镍粉200g，钼粉120g，铌铁10g，银30g，铜粉210g；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为240℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
该药芯焊丝中药芯的填充量为27％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。
用实施例3所制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊，焊接电流为240A，电压为26V，保护气体为He70％～Ar30％混合气体，气体流量为15L/min。焊缝成型美观，飞溅小，焊接接头无裂纹及夹渣。性能符合T2-Y与20Mn23Al异种材料使用要求。
实施例4
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，分别称取硅铁20g，锰粉100g，铬粉280g，镍粉200g，钼粉100g，铌铁15g，银40g，铜粉245g；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为220℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
该药芯焊丝中药芯的填充量为26％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。
用实施例4所制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊，焊接电流为220A，电压为21V，保护气体为He70％～Ar30％混合气体，气体流量为15L/min。焊缝成型美观，飞溅小，焊接接头无裂纹及夹渣。性能符合T2-Y与20Mn23Al异种材料使用要求。
实施例5
本发明T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，分别称取硅铁40g，锰粉160g，铬粉220g，镍粉220g，钼粉100g，铌铁25g，银30g，铜粉205g；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为230℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
该药芯焊丝中药芯的填充量为28％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。
用实施例5所制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊，焊接电流为230A，电压为24V，保护气体为He70％～Ar30％混合气体，气体流量为15L/min。焊缝成型美观，飞溅小，焊接接头无裂纹及夹渣。性能符合T2-Y与20Mn23Al异种材料使用要求。
本发明方法制备出的药芯焊丝能够将焊接铜和无磁钢，并得到获取力学性能优良的异种材料焊接接头，同时，该方法制备工艺简单、操作方便且适合批量生产。
本发明方法制备出的药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后脱渣性良好，可连续施焊，适用于自动焊接设备，具有较高的生产效率；同时，该金属型药芯焊丝具有良好的焊接工艺性、焊接飞溅少、焊接烟尘小且焊接过程中无夹渣。

Claims (3)

1.T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和外皮，所述药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％；所述外皮为纯铜带；该药芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％。
2.T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取硅铁2％-5％，锰粉5％-16％，铬粉22％-40％，镍粉18％-24％，钼粉6％-12％，铌铁1％-3％，银1％-4％，其余为铜粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的所有原材料混合均匀，并置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；
步骤3，通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在纯铜带内，并进行拉拔，得到药芯焊丝；
药芯焊丝中药芯的填充量为26％～28％；
步骤4，采用绕丝机把步骤3得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装。
3.根据权利要求2所述的T2-Y与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，烘干温度为200℃～300℃，烘干时间为2h～2.5h。
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