CN113579549B - 一种金属粉芯型药芯焊丝 - Google Patents

一种金属粉芯型药芯焊丝 Download PDF

Info

Publication number
CN113579549B
CN113579549B CN202110918459.XA CN202110918459A CN113579549B CN 113579549 B CN113579549 B CN 113579549B CN 202110918459 A CN202110918459 A CN 202110918459A CN 113579549 B CN113579549 B CN 113579549B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
percent
cored wire
metal powder
carbon 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
CN202110918459.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113579549A (zh
Inventor
关常勇
王德柱
曲传颂
刘廷臣
周宝鑫
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.)
Shandong Solid Solder Co ltd
Original Assignee
Shandong Solid Solder 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 Shandong Solid Solder Co ltd filed Critical Shandong Solid Solder Co ltd
Priority to CN202110918459.XA priority Critical patent/CN113579549B/zh
Publication of CN113579549A publication Critical patent/CN113579549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113579549B publication Critical patent/CN113579549B/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
    • B23K35/3026—Mn as the principal constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种金属粉芯型药芯焊丝，包括碳钢外皮及填充在碳钢外皮内的药粉；所述药粉包括以下重量百分比的原料：TiO2 0.20～1.5％，ZrSiO4 0.5～1.0％，铝矾土0.3～0.6％，Bi2O3 0.1～0.4％，Na2O 0.1～0.50％，Si 0.4～1.0％，Mn 1.5～2.1％，Cr 0.3～0.6％，Ni 0.2～0.7％，Ti 0.15～0.25％，B 0.004～0.012％，余量为铁粉。本发明的金属粉芯型药芯焊丝，可以避免高速焊接时飞溅多，焊渣多等问题，并且提高焊缝金属低温冲击性能，提高焊缝金属的延伸率，焊缝金属扩散氢含量达到超低氢水平，且可适用于全位置焊接。

Description

一种金属粉芯型药芯焊丝
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种金属粉芯型药芯焊丝。
背景技术
金属粉芯药芯焊丝是近年来国际发展的新趋势，日本和美国已把少渣型金属粉芯药芯焊丝作为研究和开发的重点之一。药芯焊丝发展迅速，关键是其具有很多优点：高效节能，比手工焊条、实心焊丝节能一半以上；可以进行自动化或半自动化连续生产，焊接生产率高，是手工焊条的3～5倍；焊接工艺性能好，稳弧性好、飞溅小、烟尘小、成形美观、有良好的脱渣性；焊接质量好，焊缝夹渣及气孔裂纹倾向小；无须添加新设备就可满足焊接的需要；可根据需要任意调节成分，得到各种性能优良的焊丝。但这类焊丝高速焊接时飞溅较多，焊渣也多。所以需要一种金属粉芯型药芯焊丝，可以避免高速焊接时飞溅多，焊渣多等问题，并且提高焊缝金属低温冲击性能。
发明内容
针对上述现有技术，本发明对于现有低合金高强度钢的焊接提供一种电弧稳定性好的金属粉芯型药芯焊丝，同时具有高熔敷率，高焊接速度，焊接有底漆和生锈的钢板时具备很好的抗气孔性能，高速焊接时飞溅极小，无焊渣，焊缝金属低温冲击性能优异，可适用于大电流焊接，可适用于全位置焊接的特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种金属粉芯型药芯焊丝，包括碳钢外皮及填充在碳钢外皮内的药粉；
所述药粉包括以下重量百分比的原料：
Figure BDA0003206497880000011
Figure BDA0003206497880000021
优选的，包括碳钢外皮及填充在碳钢外皮内的药粉；
所述药粉包括以下重量百分比的原料：
Figure BDA0003206497880000022
优选的，所述TiO2选自金红石。
优选的，所述ZrSiO4选自锆英砂。
优选的，所述药粉重量占金属粉芯型药芯焊丝总重量的14％。
优选的，所述碳钢外皮的材质为低碳钢。
本发明中所用原料及用量的作用如下：
TiO2：调节熔渣熔点和黏度，改善电弧稳定性由于金属粉芯型不能加入太多，故加入量控制为0.20％～1.5％。
ZrSiO4：调节熔渣熔点和黏度，且可以提高焊缝金属的韧性，由于金属粉芯型不能加入太多，故加入量控制为0.50％～1.0％。
铝矾土：调节熔池粘度，使焊丝适用于全位置焊接，加入过多会恶化工艺，故加入控制量为0.3～0.6％。
Bi2O3：主要起成型作用，使焊缝更加美观，加入量控制为0.1～0.4％。
Na2O：Na是主要稳弧剂，含量适当可提高电弧稳定性，减少飞溅，含量过高则恶化工艺，加入量控制为0.1％～0.5％。
Si是主要脱氧剂，可降低焊缝金属的氧含量，提高低温冲击韧性，调节铁液的流动性，ω(Si)＜0.4％时不能体现上述特征，ω(Si)＞1.0％时铁液变黏，焊缝强度过高，低温冲击韧性降低。因此，限定ω(Si)0.4％～1.0％。
Mn是主要脱氧剂，降低焊缝金属的氧含量，增加焊缝金属强度和抗裂性，提高低温冲击韧性，调节铁液流动性，在ω(Mn)＜1.5％时，体现上述特性不足，ω(Mn)＞2.1％时焊缝强度过高，低温冲击韧性降低，因此限定ω(Mn)1.5％～2.1％。
Cr有提高强度和淬透性的作用，但是同时Cr还降低焊缝的低温韧性和延伸率，因此必须控制加入，为了保证焊缝金属能获得良好的低温冲击韧性，限定Cr含量的加入范围为0.3～0.6％。
Ni是焊缝金属中重要的合金元素，能提髙焊缝金属的低温韧性，降低韧脆转变温度，但镍含量过高则会增大热裂敏感性。按照合金要求，加入范围为0.2～0.7％。
Ti是强脱氧剂，对于降低焊缝金属中的氧含量有重要作用，但含量过髙将导致过渡至焊缝中的Ti含量过高，影响性能。Ti为0.15～0.25时，提高冲击韧性的作用比较明显。
B可细化晶粒，可以提高低温冲击韧性，在与C、Si、Mn、Ti同时加入时具有显著的提高冲击韧性作用。
铁粉，能改善电弧状态，调节铁水熔点和粘度，余量加入。
本发明的第二方面，提供金属粉芯型药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：
A、根据药粉各成分的量计算出原材料所需的量，并按所需的量取原材料进行烘干，然后均匀混合；
B、以O型的封口方式，通过粗拉、精拉、层绕的形式将药粉封入钢带之中，得到成品焊丝。
本发明的第三方面，提供金属粉芯型药芯焊丝的使用方法，所述方法为：
焊接时采用80％Ar+20％CO2混合气保护焊接，焊接电流220-260A，焊接电压28-32V，干伸长15mm，焊接速度20cm/min，采用直流反接的方式焊接。
本发明的第四方面，提供金属粉芯型药芯焊丝在海洋工程平台桩基或海底管线的焊接中的应用。
随着我国海工实力的不断壮大，业务从国内走向国际，产品从浅海走向深水、从传统能源走向新能源。焊接技术是海工核心技术之一，经过二三十年的发展，在高质量、高效率焊接技术方面需要取得技术创新和突破，对海工产品的质量和安全提供重要技术保障。本发明的金属粉芯型药芯焊丝，可以避免高速焊接时飞溅多，焊渣多等问题，且焊缝金属低温冲击性能好，焊缝金属的延伸率高，焊缝金属扩散氢含量达到超低氢水平，可以完美的应用于海洋工程领域，代替原有的金红石型药芯焊丝。本发明的焊丝可焊接Q690钢板以及X70管线用管等海洋工程领域的建材。
本发明的有益效果：
本发明对于现有低合金高强度钢的焊接提供一种电弧稳定性好的金属粉芯型药芯焊丝，同时具有高熔敷率，高焊接速度，焊接有底漆和生锈的钢板时具备很好的抗气孔性能，高速焊接时飞溅极小，无焊渣，焊缝金属低温冲击性能优异，可适用于大电流焊接的特点，且适用于全位置焊接。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1～5
金属粉新型药芯焊丝的制备：
在低碳钢钢带内填充药芯粉料，填充率14％，经拉拔成型，制成直径1.2mm的成品焊丝。
药芯焊丝的钢制外皮采用低碳钢钢带，其成分见表1。
表1钢带的化学成分
C Si Mn P S
0.022 0.003 0.24 ≤0.015 ≤0.015
药芯的组成及用量见表2。
表2药芯的组成及用量％
Figure BDA0003206497880000041
Figure BDA0003206497880000051
对比例1～2
金属粉新型药芯焊丝的制备：
在低碳钢钢带内填充药芯粉料，填充率14％，经拉拔成型，制成直径1.2mm的成品焊丝。药芯焊丝的钢制外皮采用低碳钢钢带，其成分见表1。药芯的组成及用量见表3。
表3
Figure BDA0003206497880000052
试验例
将实施例1～5和对比例1～2制得的药芯焊丝进行焊接试验，母材采用的是与海洋工程平台桩基结构相似的Q690钢板。采用混合气体(80vt％Ar+20vt％CO2)进行保护并采用相同的工艺进行焊接，其焊接工艺参数如下表4所示：
表4
Figure BDA0003206497880000061
如表4所示，本发明各实施例中采用的焊接工艺参数均相等，以避免由于焊接参数不同引起的性能差异，影响对试验结果的判断。
采用上述工艺进行焊接后，分别对各实施例焊丝的熔敷金属的机械性能进行了测试，测试结果如下表5～7所示：
表5机械性能
Figure BDA0003206497880000062
表6焊接工艺性能
Figure BDA0003206497880000063
Figure BDA0003206497880000071
表7焊丝熔敷金属扩散氢含量：
Figure BDA0003206497880000072
综上所述：经过试验比对实施例1、力学性能、焊接工艺性能都符合要求，但是扩散氢含量较高，抗气孔能力不佳；实施例2、实施例5焊接后表面有一点熔渣，不符合设计要求；实施例3和实施例4综合情况相差不多，且都符合设计要求，经过比对，实施例3的熔渣比实施例4要少，且扩散氢含量低，因此实施例3设计的金属粉新型药芯焊丝的性能相对较好。对比例1是在实施例3的基础上，去掉ZrSiO4；对比例2是申请号为201110345355.0的专利中实施例1的金属粉芯型药芯焊丝配方，与实施例3与对比例1～2相比，其扩散氢含量低、机械性能更优，所以本发明的金属粉新型药芯焊丝，高速焊接时飞溅极小，无焊渣，焊缝金属低温冲击性能优异，可适用于大电流焊接的特点，且适用于全位置焊接。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种金属粉芯型药芯焊丝，其特征在于，包括碳钢外皮及填充在碳钢外皮内的药粉；
所述药粉包括以下重量百分比的原料：
TiO2 0.5%，ZrSiO4 0.7%，铝矾土 0.5%，Bi2O3 0.2%，Na2O 0.3%，Si 0.6%，Mn 1.6%，Cr0.4 %，Ni 0.3 %，Ti 0.2%，B 0.00 5%，余量为铁粉；
所述TiO2选自金红石；
所述ZrSiO4选自锆英砂；
所述药粉重量占金属粉芯型药芯焊丝总重量的14%；
所述碳钢外皮的材质为低碳钢；
所述金属粉芯型药芯焊丝由以下方法制备：
A、根据药粉各成分的量计算出原材料所需的量，并按所需的量取原材料进行烘干，然后均匀混合；
B、以O型的封口方式，依次通过粗拉、精拉和层绕将药粉封入碳钢外皮之中，得到成品焊丝。
2.权利要求1所述金属粉芯型药芯焊丝在海洋工程平台桩基或海底管线的焊接中的应用。
CN202110918459.XA 2021-08-11 2021-08-11 一种金属粉芯型药芯焊丝 Active CN113579549B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110918459.XA CN113579549B (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种金属粉芯型药芯焊丝

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110918459.XA CN113579549B (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种金属粉芯型药芯焊丝

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113579549A CN113579549A (zh) 2021-11-02
CN113579549B true CN113579549B (zh) 2023-07-04

Family

ID=78257147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110918459.XA Active CN113579549B (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种金属粉芯型药芯焊丝

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113579549B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114231855B (zh) * 2021-12-30 2022-12-23 武汉理工大学 一种ods钢的电弧熔丝制备方法
CN115091005B (zh) * 2022-05-20 2024-05-31 国家石油天然气管网集团有限公司 一种金属粉芯焊丝及其应用和焊接长输管道的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102139424A (zh) * 2011-03-21 2011-08-03 北京工业大学 一种焊渣可循环利用的气保护药芯焊丝
CN102430877A (zh) * 2011-11-04 2012-05-02 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种金属粉芯型药芯焊丝及其制备与应用
CN103358049B (zh) * 2012-04-09 2016-01-20 天津三英焊业股份有限公司 一种以高钛渣为药粉主要原料制备的药芯焊丝
JP6377591B2 (ja) * 2015-10-14 2018-08-22 日鐵住金溶接工業株式会社 Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ
CN105269174B (zh) * 2015-10-30 2017-09-15 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种海洋工程用460MPa级药芯焊丝及其应用
CN108971802A (zh) * 2018-07-16 2018-12-11 中国京冶工程技术有限公司 一种适用于机器人焊接的药芯焊丝制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113579549A (zh) 2021-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113579549B (zh) 一种金属粉芯型药芯焊丝
CN104526188B (zh) 一种可焊后消应力热处理的无缝药芯焊丝
CN102773634B (zh) 一种用于低合金钢湿法水下焊接的焊条
CN108971795B (zh) 一种高锰奥氏体低温钢用电焊条
CN110640352B (zh) 一种Q500qENH免涂装桥梁钢用药芯焊丝及其制备方法
CN107803608B (zh) 一种马氏体析出硬化不锈钢焊条及其制备方法和应用
CN105458550A (zh) 一种海洋工程用气保护焊丝
CN105290645A (zh) 一种用于高强钢焊接的焊条及其制备方法和应用
CN111604618A (zh) 一种不锈钢钨极氩弧焊活性剂及其制备方法和应用
CN114986021A (zh) 一种药芯焊丝及其制备方法和用途
CN105127613A (zh) 一种q420钢焊接用药芯焊丝及其制备方法
CN113458654A (zh) 超低温高锰钢焊丝、焊条及其制备方法
CN112388202B (zh) 焊丝药芯和焊丝、焊丝的制备方法和焊接方法
CN107097018B (zh) 一种无镀铜H10Mn2埋弧焊焊丝
CN112404797B (zh) 复合钢321+Q370qENH过渡层焊接用焊丝及焊接方法
CN112108791B (zh) 提高低合金高强钢焊接接头低温韧性的碱性无缝药芯焊丝
CN110722251B (zh) 钢板间缝隙的填充方法
CN110877169B (zh) 一种电沉积镍钨稀土堆焊焊条及制备工艺
KR960002111B1 (ko) 두꺼운 강판의 고능률 필렛 용접 방법
CN108515288A (zh) 一种涉水环境下焊接用焊条和药皮、及其制备方法
CN110900033A (zh) 一种气保护矿物粉型314耐热不锈钢药芯焊丝
CN117444464B (zh) 一种含有熔炼造渣剂的药芯焊丝及其制备方法和应用
CN117381230A (zh) 高硬度铁基耐磨堆焊药芯焊丝及其制备方法
JPH01262094A (ja) 低水素系被覆アーク溶接棒
CN113798721B (zh) 一种屈服强度超过890MPa的金红石型药芯焊丝

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