CN114043124A - 一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，包括药芯和外皮；药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁10‑20份，钒铁15‑30份，硼铁10‑15份，铬粉1‑5份，镍粉5‑10份，铜粉10‑15份，硅添加物1‑3份，钛添加物5‑8份，钼添加物1‑3份，铌添加物1‑3份，氟化物8‑15份，稀土添加物5‑10份，金属锰15‑25份，铁粉200‑500份；外皮为冷轧低碳钢钢带，钢带的厚度为0.3‑0.6mm，钢带的宽度为6‑10mm。该焊丝通过调整药芯成分，提高了焊丝的韧性和耐腐蚀性能，且该焊丝综合性能较好。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料领域，尤其是涉及一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝。
背景技术
焊丝是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料，在气焊和钨极气体保护电弧焊时，焊丝用作填充金属；在埋弧焊、电渣焊和其他熔化极气体保护电弧焊时，焊丝既是填充金属，同时焊丝也是导电电极。
焊丝的性能直接影响使用该焊丝的工程的质量，在沿海地区的钢结构腐蚀情况比较严重，对用于这些设备的焊丝的防腐蚀性能方面要求就相应比较高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，包括药芯和外皮；
药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁10-20份，钒铁15-30份，硼铁10-15份，铬粉1-5份，镍粉5-10份，铜粉10-15份，硅添加物1-3份，钛添加物5-8份，钼添加物1-3份，铌添加物1-3份，氟化物8-15份，稀土添加物5-10份，金属锰15-25份，铁粉200-500份；
外皮为冷轧低碳钢钢带，钢带的厚度为0.3-0.6mm，钢带的宽度为6-10mm。
进一步，药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁15-20份，钒铁15-25份，硼铁10-12份，铬粉3-5份，镍粉5-8份，铜粉13-15份，硅添加物1.5-3份，钛添加物7-8份，钼添加物2-3份，铌添加物2-3份，氟化物10-15份，稀土添加物8-10份，金属锰20-23份，铁粉260-480份。
进一步，硅添加物为锰硅合金，硅锰比为22:60，硅锰合金的粒度为100-150目。
进一步，钛添加物为碳化钛纳米粒子，碳化钛纳米粒子的粒径为5-10nm。
进一步，钼添加物为钼铁或钼粉。
进一步，铌添加物为铌粉或碳化铌。
进一步，氟化物为氟化钠、氟化镁、氟化钙以重量比1:0.5:2.6进行混合得到的混合物。
进一步，稀土添加物为稀土氧化物或稀土氟化物，稀土元素为镧或铈。
进一步，焊丝的直径为1.5-2.5mm。
锰硅合金不仅仅是一种脱氧剂,也是合金添加剂,锰硅合金的硅锰比及粒度会影响焊丝的质量。
钛也是一种强烈的脱氧元素，且也能和氮化合成TiN而起固氮作用，提高焊缝金属抗氮气孔的能力。若Ti和B(硼)在焊缝组织中含量适当，可以使焊缝组织得到细化。另外，钛还有良好的耐腐蚀性。
碳化钛能够提高焊丝的耐磨性能，纳米级碳化钛还能够提高焊丝的韧性。
钼在合金钢中能提高钢的强度、硬度，细化晶粒，防止回火脆性和过热倾向，提高高温强度、蠕变强度及持久强度。
钒可提高钢的强度，细化晶粒，降低晶粒长大倾向，提高淬硬性。钒是较强烈的碳化物形成元素。钒的碳化物具有高温稳定性，因而能提高钢的高温硬度，钒能够改变碳化物在钢中的分布状况。
钼、钒能够使堆焊金属晶粒细化，淬透性和热强性能提高，同时也是强碳化物形成元素，可以变溶体碳浓度分布，增加合金韧性。
Mn是焊缝金属的强化元素，又是脱氧元素，焊丝中须有足够的Mn含量才能达到脱氧效果。Mn是奥氏体稳定化元素，焊丝中加Mn不仅能提高焊缝金属针状铁素体的体积分数，减少先共析铁素体数量，同时还易得到低碳贝氏体组织，锰含量的增加既可提钢材高韧性，又可提高钢材强度。
铬、镍、铜能够起到良好的耐腐蚀效果，提高焊丝的耐腐蚀性能。
氟化物一般加剧了焊接飞溅的生成,但当氟化物过少时,会出现崩渣,脱渣不良等现象。本发明的氟化物是氟化钠、氟化镁、氟化钙的混合物，能有效的减少焊接飞溅的产生,同时还不会出现崩渣,脱渣的现象。
相对于现有技术，本发明所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝具有以下优势：
本发明所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝通过调整药芯成分，提高了焊丝的韧性和耐腐蚀性能；且该焊丝综合性能较好，还可以减少定期维护费用。
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。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，包括药芯和外皮；
药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁10-20份，钒铁15-30份，硼铁10-15份，铬粉1-5份，镍粉5-10份，铜粉10-15份，硅添加物1-3份，钛添加物5-8份，钼添加物1-3份，铌添加物1-3份，氟化物8-15份，稀土添加物5-10份，金属锰15-25份，铁粉200-500份；
外皮为冷轧低碳钢钢带，钢带的厚度为0.5mm，钢带的宽度为7.5mm。
焊丝药粉质量分数见下表1。
表1焊丝药粉质量分数表
其中，锰硅合金的硅锰比为22:60，硅锰合金的粒度为110目。
碳化钛纳米粒子的粒径为7.5nm。
氟化物为氟化钠、氟化镁、氟化钙以重量比1:0.5:2.6进行混合得到的混合物。
对比例1
在实施例2的基础上，锰硅合金的硅锰比为10:60。
对比例2
在实施例2的基础上，锰硅合金的硅锰比为20:60。
对比例3
在实施例2的基础上，锰硅合金的硅锰比为25:60。
对比例4
在实施例2的基础上，锰硅合金的硅锰比为30:60。
对比例5
在实施例2的基础上，硅锰合金的粒度为90目。
对比例6
在实施例2的基础上，硅锰合金的粒度为200目。
对比例7
在实施例2的基础上，钛添加物为普通碳化钛。
对比例8
在实施例2的基础上，氟化物为氟化钠。
对比例9
在实施例2的基础上，氟化物为氟化镁。
对比例10
在实施例2的基础上，氟化物为氟化钙。
对实施例和对比例所制备的药芯焊丝进行力学性能测试，其结果见表2。
焊接金属的耐腐蚀性使用STAM G48C法进行评价，关于耐腐蚀性，在STAM G48C法中，CPT≥60℃为良好，CPT＜55℃为不良。
表2性能测试表
从表2可以看出实施例1-4所制备的焊丝-10℃冲击值在130J以上，伸长率比对比例高，具有较好的韧性，力学性能良好；而且脱渣率高，焊接飞溅率低。
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 (9)
1.一种高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和外皮；
药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁10-20份，钒铁15-30份，硼铁10-15份，铬粉1-5份，镍粉5-10份，铜粉10-15份，硅添加物1-3份，钛添加物5-8份，钼添加物1-3份，铌添加物1-3份，氟化物8-15份，稀土添加物5-10份，金属锰15-25份，铁粉200-500份；
外皮为冷轧低碳钢钢带，钢带的厚度为0.3-0.6mm，钢带的宽度为6-10mm。
2.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：药粉包括如下重量份数的组分：高碳铬铁15-20份，钒铁15-25份，硼铁10-12份，铬粉3-5份，镍粉5-8份，铜粉13-15份，硅添加物1.5-3份，钛添加物7-8份，钼添加物2-3份，铌添加物2-3份，氟化物10-15份，稀土添加物8-10份，金属锰20-23份，铁粉260-480份。
3.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：硅添加物为锰硅合金，硅锰比为22:60，硅锰合金的粒度为100-150目。
4.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：钛添加物为碳化钛纳米粒子，碳化钛纳米粒子的粒径为5-10nm。
5.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：钼添加物为钼铁或钼粉。
6.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：铌添加物为铌粉或碳化铌。
7.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：氟化物为氟化钠、氟化镁、氟化钙以重量比1:0.5:2.6进行混合得到的混合物。
8.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：稀土添加物为稀土氧化物或稀土氟化物，稀土元素为镧或铈。
9.根据权利要求1所述的高韧性耐腐蚀金属药芯焊丝，其特征在于：焊丝的直径为1.5-2.5mm。
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