CN110900034A - 一种全位置碱性药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全位置碱性药芯焊丝，包括药芯和包覆在药芯外侧的低碳钢带，所述药芯占焊丝总重量的比例为14％‑16％；所述药芯包括如下重量百分数的组分：萤石16％‑18％，大理石16％‑18％，碳酸镁4％‑6％，氟化钡2％‑4％，氟硅酸钠2％‑4％，氟化镁3％‑5％，长石3％‑5％，金属锰5％‑8％，硅铁5％‑7％，铝镁合金1.5％‑3％，中碳锰铁5％‑8％，铁粉：余量。本发明所述的全位置碱性药芯焊丝，能够进行全位置焊接，立焊工艺性能较好。

Description

一种全位置碱性药芯焊丝
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种全位置碱性药芯焊丝。
背景技术
药芯焊丝由于其生产率高，被广泛应用在各领域中。其中，碱性药芯焊丝由于其低氢、高韧性、高抗裂性和优异的力学性能，被应用在重要结构焊接上。目前，在压力容器、海洋平台以及重要的机械制造中，都会涉及到碱性药芯焊丝。但是，目前的碱性药芯焊丝在调整全位置焊接难度较大，造成了其使用的局限性。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种全位置碱性药芯焊丝，能够进行全位置焊接，立焊工艺性能较好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种全位置碱性药芯焊丝，包括药芯和包覆在药芯外侧的低碳钢带，所述药芯占焊丝总重量的比例为14％-16％；所述药芯包括如下重量百分数的组分：萤石16％-18％，大理石16％-18％，碳酸镁4％-6％，氟化钡2％-4％，氟硅酸钠2％-4％，氟化镁3％-5％，长石3％-5％，金属锰5％-8％，硅铁5％-7％，铝镁合金1.5％-3％，中碳锰铁5％-8％，铁粉：余量。
进一步，所述萤石中各化学成分重量百分比为：CaF2≥96％，S和P：＜0.03％。
进一步，所述大理石中各化学成分重量百分比为：CaCO3≥95％，S和P：＜0.03％。
进一步，所述碳酸镁中各化学成分重量百分比为：MgCO3≥92％，S和P：＜0.03％。
进一步，所述长石中各化学成分重量百分比为：SiO2：62～72％，Al2O3：17～24％，K2O+Na2O≥10％。
进一步，所金属锰中各组分各化学成分重量百分比为：Mn≥99.5％，C、S、P＜0.03％。
进一步，所述硅铁中各化学成分重量百分比为：Si：72～78％，C＜0.1％，S、P：＜0.03％。
进一步，所述铝镁合金中各化学成分重量百分比为：Al：47～53％，Al+Mg：＞90％。
进一步，所述中碳锰铁中各化学成分重量百分比为：Mn：78～83％，C＜1.5％，S＜0.03％，P＜0.2％。
进一步，所述焊丝的直径为
Figure BDA0002320973060000021
本发明还提供了一种上述的全位置碱性药芯焊丝的应用，所述全位置碱性药芯焊丝适用CO2气体保护下进行焊接。
其中，本发明中各组分作用效果如下：
萤石：作为造渣剂，起降低熔渣熔点与稀释渣的作用，使熔池反应活泼，能改善脱渣性能。
大理石：作为造渣剂和造气剂，分解出的CaO既能稳定电弧，又有良好的脱硫作用，分解析出气体时，能提高对熔滴的喷力，对立焊起到很好的作用。加入量过少时，对熔滴的喷力不大，起不到提高立焊的效果；加入量过过高时，由于产生气体爆炸力，会使飞溅增多，并且恶化焊缝成型。
氟硅酸钠：作为造渣剂，进一步改善脱渣性能。
本发明中萤石、大理石与氟硅酸钠三者搭配使用，当三者的比例达到一定范围时，电弧具有较大的吹力，对立焊有较好的效果，脱渣性能比较好。
碳酸镁：作为造渣剂和造气剂，一方面分解出气体，对提高电弧力起到一定作用，另一方面分解出的氧化镁具有较高的熔点，对于立焊成型有一定作用。
氟化钡：氧化钡作为造渣剂和稳弧剂，并且其有使电弧短弧的特性。
氟化镁：作为造渣剂的同时还具有调整渣的粘度、熔点和表面张力，进而提高电弧电压的作用。
另外，通过大量实验发现，通过对碳酸镁、氟化镁、萤石与大理石四者之间的比例进行合理搭配，能够实现四者共同作用，立焊时，表面浸润性、熔渣凝固速度、表面成型和脱渣性都有较好的作用。
长石：作为造渣剂和稳弧剂，具有改善熔渣的粘度和表面张力的作用。
铝镁合金：铝镁合金作为强脱氧剂，一方面能够降低熔敷金属氧氮含量，另一方面铝镁合金对电弧的稳定性也有一定作用。
金属锰、硅铁：当熔敷金属中硅锰比例达到一定范围时，能够有效提高焊缝金属的冲击韧性和延伸率。
中碳锰铁：过渡锰，并且提高电弧吹力，有利于实现碱性全位置立焊。
相对于现有技术，本发明所述的全位置碱性药芯焊丝具有以下优势：
(1)本发明所述的全位置碱性药芯焊丝，操作方便简单，能够实现全位置焊接，立焊工艺性能较好，飞溅少，脱渣较好，焊缝表面光亮成型好。并且可适用二氧化碳气保护下焊接。
(2)本发明所述的全位置碱性药芯焊丝焊接强度高，强度为50KG级，低温冲击韧性较好，最高可以达到175J(-40℃)，具有较好的抗冷裂性能。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合实施例来详细说明本发明。
一种全位置碱性药芯焊丝，包括药芯和包覆在药芯外侧的低碳钢带，所述药芯占焊丝总重量的比例为14～16％；所述药芯包括如下重量百分数的组分：
Figure BDA0002320973060000041
Figure BDA0002320973060000051
其中，所述萤石中各化学成分重量百分比为：CaF2≥96％，S和P：＜0.03％。所述大理石中各化学成分重量百分比为：CaCO3≥95％，S和P：＜0.03％。所述碳酸镁中各化学成分重量百分比为：MgCO3≥92％，S和P：＜0.03％。所述长石中各化学成分重量百分比为：SiO2：62～72％，Al2O3：17～24％，K2O+Na2O≥10％。所述锰粉中各组分各化学成分重量百分比为：Mn≥99.5％，C、S、P＜0.03％。所述硅铁中各化学成分重量百分比为：Si：72～78％，C＜0.1％，S、P：＜0.03％。所述铝镁合金粉中各化学成分重量百分比为：Al：47～53％，Al+Mg：＞90％。所述中碳锰铁中各化学成分重量百分比为：Mn：78～83％，C＜1.5％，S＜0.03％，P＜0.2％。
所述焊丝的直径为
Figure BDA0002320973060000052
试验：
随机选取实施例1-5中制备的药芯焊丝，在CO2气体(CO2气体纯度为：≥99.98％)保护下进行焊接，焊接电压25～32V，电流200～300A，焊接速度为0.2～0.4m/min，气体流量为20～25L/min，对碱性药芯焊丝的焊接工艺性能(焊缝成形、电弧稳定性、焊缝脱渣性、焊接飞溅率等)进行评价，经测试，电弧稳定性好，焊缝质量高，脱渣性能好，飞溅少，立焊工艺性能较好，评价结果如表1。
表1焊接性能评价表
性能 电弧稳定性 焊缝成形 熔渣覆盖 脱渣性 飞溅
实施例1 稳定 美观 100％ 较好 较少
实施例2 稳定 美观 100％ 较好 较少
实施例3 稳定 美观 100％ 较好 较少
实施例4 稳定 美观 100％ 较好 较少
实施例5 稳定 美观 100％ 较好 较少
进一步将采用实施例1-5的碱性高强钢药芯焊丝焊接结构钢的多项力学性能进行测试。具体实验方法为：熔敷金属力学性能试件按GB/T 25774.1进行制备，其中试件类型为1.3，试板宽度不小于150mm。熔敷金属拉伸试验按GB/T 2652进行，V型缺口冲击试验按GB/T
2650进行。具体实验数据见表2。
表2实施例1-5制备的焊丝焊接后的熔敷金属的性能
Figure BDA0002320973060000061
焊接强度高，强度为50KG级，低温冲击韧性较好，最高可以达到(-40℃)175，具有较好的抗冷裂性能。
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 (10)

1.一种全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和包覆在药芯外侧的低碳钢带，所述药芯占焊丝总重量的比例为14％-16％；所述药芯包括如下重量百分数的组分：萤石16％-18％，大理石16％-18％，碳酸镁4％-6％，氟化钡2％-4％，氟硅酸钠2％-4％，氟化镁3％-5％，长石3％-5％，金属锰5％-8％，硅铁5％-7％，铝镁合金1.5％-3％，中碳锰铁5％-8％，铁粉：余量。
2.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述萤石中各化学成分重量百分比为：CaF2≥96％，S和P：＜0.03％。
3.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述大理石中各化学成分重量百分比为：CaCO3≥95％，S和P：＜0.03％。
4.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述碳酸镁中各化学成分重量百分比为：MgCO3≥92％，S和P：＜0.03％。
5.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述长石中各化学成分重量百分比为：SiO2：62～72％，Al2O3：17～24％，K2O+Na2O≥10％。
6.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述金属锰中各组分各化学成分重量百分比为：Mn≥99.5％，C、S、P＜0.03％。
7.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述硅铁中各化学成分重量百分比为：Si：72～78％，C＜0.1％，S、P：＜0.03％。
8.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述铝镁合金中各化学成分重量百分比为：Al：47～53％，Al+Mg：＞90％。
9.根据权利要求1所述的全位置碱性药芯焊丝，其特征在于：所述中碳锰铁中各化学成分重量百分比为：Mn：78～83％，C＜1.5％，S＜0.03％，P＜0.2％。
10.如权利要求1-10任一项所述的全位置碱性药芯焊丝的应用，其特征在于：所述全位置碱性药芯焊丝适用CO2气体保护下进行焊接。
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