TW201323627A - 電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲 - Google Patents

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一種電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,包含一鋼帶,及一包裹在該鋼帶中的焊藥。該焊藥佔該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量的重量比值為0.2~0.3,以該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量為100wt%計,該焊藥包含0.2~2.0wt%的氟化物、0.2~1.0wt%的氧化物、1.0~3.0wt%的Mn、0.2~1.0wt%的Si、0.4~1.2wt%的Ni、0.1~1.0wt%的Mg、0.002~0.16wt%的Ti、0.002~0.010wt%的B,及餘量的Fe。採用本發明進行電熱氣體電弧焊接,能有效提升焊接品質效率。

Description

電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲
本發明是關於一種藥芯焊絲,特別,是指一種電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲。
電熱氣體電弧焊接(Electro-gas Welding,EGW),用來焊接立向的對接接頭,過程中,會在焊縫的正面採用水冷銅滑塊,在焊縫的背面採用水冷襯墊,二者與二工件之間構成一凹槽,使熔池四面受到約束,將專用的藥芯焊絲經由導管送入凹槽中,藥芯焊絲(連接電源正極)與工件(連接電源負極)之間經通電起弧,使藥芯焊絲與工件熔接在一起,另視需求以二氧化碳(或其它混合氣體)作為保護氣體,藉以實現單面焊雙面一次成形之焊接作業。
電熱氣體電弧焊接技術通常運用在較厚的低碳鋼和中碳鋼等材料的焊接,也可用在奧氏體不鏽鋼和其它金屬合金的焊接,具體如立焊船舶的外殼隔板和載貨倉及各種內部構件、貯罐側板和橋樑的箱式梁複板等對焊。
雖然,電熱氣體電弧焊接方法具有效率高、成本低的優點,但由於是焊縫一次成形,入熱量較高(約400~600 KJ/cm),容易影響到焊縫的機械性能,以致於其焊接品質並不穩定,若設計或施工不當,焊接部位有容易產生開裂破壞的問題。
本發明之目的是在提供一種所形成焊縫具有優良機械性能,並有效提高焊接品質效率的電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲。
本發明之電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,包含一焊藥,以及一包裹在該焊藥外的鋼帶,該焊藥佔該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量的重量比值為0.2~0.3,以該焊藥的總重量為100wt%計,該焊藥包含以下組分:氟化物:0.2~2.0wt%;氧化物:0.2~1.0wt%;錳:1.0~3.0wt%;矽:0.2~1.0wt%;鎳:0.4~1.2wt%;鎂:0.1~1.0wt%鈦:0.002~0.16wt%;硼:0.002~0.010wt%;以及鐵:餘量。
本發明之功效在於,採用低磷量、低硫量的鋼帶,使得焊縫純淨度高、焊接時電弧穩定、焊縫外形美觀、焊接效率高,且焊縫之機械性能相當優良穩定。
本發明之電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,是由一焊藥,以及一包裹在焊藥外的鋼帶所組成。
其中,以該鋼帶的總重量為100wt%計,該鋼帶所包含的組分(wt%)如[表1]所示:
該焊藥佔該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量的重量比值為0.2~0.3,以該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量為100wt%計,該焊藥所包含的組分(wt%)如[表2]所示:
再具體就本發明之電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲之各組分在焊接作業中所發揮的作用進行分析。
所述氟化物,可選自於氟化鈉(NaF)、二氟化鈣(CaF2)、二氟化鋇(BaF2)、冰晶石(Na3AlF6),或此等之一組合。氟化物的主要作用為造渣和脫氫,形成HF揮發,還可調節粘度,提高熔渣的覆蓋性,氟化物過少時,脫氫作用不大,氟化物過多時,焊接煙塵量明顯增大,電弧不穩,同時氟化物也具有一定的稀渣的能力。是故,本發明之氟化物的含量控制在0.2~2.0wt%。
所述氧化物,可選自於二氧化矽(SiO2)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、一氧化錳(MnO),或此等之一組合。氧化物的主要作用是造渣、穩弧、降低飛濺、美化焊縫,與提高脫渣性,當氧化物過少時,焊接工藝性能較差,不易形成短渣,對立、橫位置不利,而當氧化物過多時,焊縫含氧量提高,降低了低溫韌性。故本發明之氧化物的含量控制在0.2~1.0wt%。
錳的主要作用是去氧、脫硫,與過渡合金元素。
矽的主用作用是通過矽錳聯合去氧,這樣去氧效果更佳,同時過渡合金元素。
鎳的主要作用是過渡合金元素,特別是能提高熔敷金屬韌性。
鎂的主要作用是去氧,與過渡合金元素。
微量的鈦與硼之主要作用是過渡合金元素,通過Ti與B的複合來細化晶粒,從而提高焊縫的機械性能。
本發明之電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,採用低磷、低硫的鋼帶,提高了焊縫的純淨度與機械性能,並能減小熱裂發生的敏感性;而且,在立向焊接時,焊縫能夠一次成形,相較於一般的氣體保護焊,焊接效率可提高600%,大幅節省人力成本、電力成本;再者,通過Ti、B的複合添加,當鈦和硼的含量比例最佳化時,能使焊縫組織中獲得最大含量的針狀鐵素體,而讓焊縫具有最佳的強度與韌性。
本發明將就以下實施例作進一步說明,但應瞭解的是,該實施例僅為例示說明之用,而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例>
實施例1至7,是採用焊絲製造業者通用的製造工藝製得,各實施例之焊藥的組分比例(wt%)如[表3]所示,鋼帶的組分比例(wt%)如[表4]。
在相同操作條件下,以各實施例進行焊接後,各實施例所形成焊縫之熔敷金屬的成分(wt%)分析結果與力學性能測定結果,分別如[表5]、[表6]所示。
由[表6]所示結果可知,採用本發明之電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲進行焊接,所形成之焊縫確實具有相當優異的機械性能,例如:屈服強度達430MPa以上,抗拉強度達550MPa以上,延伸率達21%以上,-20℃低溫衝擊達56J以上。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (4)

  1. 一種電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,包含一焊藥,以及一包裹在該焊藥外的鋼帶,該焊藥佔該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲總重量的20%~30%,以該電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲的總重量為100wt%計,該焊藥包含以下組分:氟化物:0.2~2.0wt%;氧化物:0.2~1.0wt%;錳:1.0~3.0wt%;矽:0.2~1.0wt%;鎳:0.4~1.2wt%;鎂:0.1~1.0wt%鈦:0.002~0.16wt%;硼:0.002~0.010wt%;以及鐵:餘量。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,其中,以該鋼帶的總重量為100wt%計,該鋼帶包含以下組分:碳:0.010~0.055wt%;矽:0.01~0.03wt%;錳:0.1~0.3wt%;鋁:0.005~0.060wt%;磷:0.007~0.012wt%;硫:0.007~0.012wt%;以及鐵:餘量。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,其中,該氟化物是選自於氟化鈉、二氟化鈣、二氟化鋇、冰晶石,或此等之一組合。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項所述的電熱氣體電弧焊接用藥芯焊絲,其中,該氧化物是選自於二氧化矽、氧化鎂、二氧化鈦、一氧化錳,或此等之一組合。
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