專利名稱：一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲及其制備方法
一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲及其制備方法技術領域
本發(fā)明屬于材料加工工程中的焊接領域，更具體地說，涉及一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲及其制備方法。
背景技術：
隨著自動焊接系統(tǒng)的引入，用于二氧化碳保護焊的焊絲已得到廣泛應用。但二氧化碳氣體保護焊也存在著明顯的不足，主要表現(xiàn)在焊接過程中飛濺較大、電弧穩(wěn)定性較差和氣孔夾雜較多等。這主要是因為在二氧化碳氣體保護焊的熔池中，氧能有限溶解在鐵中， 還能與鐵反應生成氧化物，氧化物會與鋼材中的碳元素反應生成一氧化碳，在焊縫中產生氣孔，進而影響焊縫韌性及強度。焊接過程中，為防止氧的有害作用，通過在實心焊絲中添加微量元素，提高焊縫的焊接質量和力學性能，是國內外焊接工作者研究的熱點。
08A1是一種優(yōu)質碳素結構鋼。08A1材料具有成本低、韌性好、拉伸性能好等優(yōu)點。 但是，由于08A1材料所含脫氧元素含量低，若單獨采用08A1材料作為二氧化碳氣體保護焊的焊絲，不可避免的會產生上述二氧化碳氣體保護焊的缺陷。為改善二氧化碳氣體保護焊中存在的缺陷，主要是采用添加微量脫氧劑的方法進行脫氧，但同時也必須盡量保持焊接材料和被焊材料的純度。在科學研究及實際生產中使用最多的脫氧元素是鋁、硅、錳，其中鋁的脫氧效果最好。并且采用鋁代替普通焊絲中的硅錳元素來脫氧，可調整奧氏體晶粒生長，降低焊縫強度，獲得接近等強度匹配或低強度匹配的焊接效果，提高焊接接頭的抗脆斷能力，既保證強度要求，也不會損害韌性。但由于鋁的比重輕、熔點低、易燒損，用鋁脫氧有效利用率低。在空氣中和二氧化碳氣氛的氧的作用下，70% -90%的鋁被氧化，因而脫氧可能不充分，導致氣孔和夾雜缺陷產生。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種脫氧性能好、制造成本低的用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲及其制備方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術方案予以實現(xiàn)
一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，由金屬絲和均勻完整地設置在金屬絲表面的鋁鎂脫氧劑組成。
所述的金屬絲可選用市售的10-20mm寬、0. 5_2mm厚的08A1碳素鋼盤條，經軋輥、拉拔制備的金屬絲。
所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1金屬絲的表面，其中鋁粉用量為金屬絲質量的0. 2% -1%，優(yōu)選0. 5% -1% ；鎂粉用量為金屬絲質量的0. 02%-0. 1%，優(yōu)選0.05%-0. 1%。所述鋁粉和鎂粉的粒度小于300目，優(yōu)選 100-200 目。
本發(fā)明的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法，按照如下步驟進行
(1)將金屬絲軋制成近似U形后合口，形成近似圓形的金屬絲
(2)將上述金屬絲表面均勻涂上拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔后使金屬絲直徑縮小
(3)將步驟O)的金屬絲表面涂上均勻分散有鋁鎂脫氧劑的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔并通過拉絲模將鋁鎂脫氧劑顆粒嵌入材料表面，使金屬絲直徑縮小后洗凈。
所述步驟O)中使用的拉絲潤滑劑不僅可以保證拉拔過程的穩(wěn)定性，減少斷絲率，同時提高焊絲的防銹性能，可以選用焊絲拉拔工藝中常用的拉絲粉(如鈣基拉絲粉、鈉基拉絲粉、鋇基拉絲粉)或者拉絲油(如礦物油基拉絲油、植物油基拉絲油)。所述步驟(3) 中使用的拉絲潤滑劑可選用拉絲油(如礦物油基拉絲油、植物油基拉絲油)。
所述步驟O)中通過拉拔使金屬絲縮小到2. 0-2. 5mm ；所述步驟(3)中通過拉拔使金屬絲縮小到0. 8-1. 6mm。
所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1金屬絲的表面，其中鋁粉用量為金屬絲質量的0. 2% -1%，優(yōu)選0. 5% -1% ；鎂粉用量為金屬絲質量的0.02%-0. 1%，優(yōu)選0.05%-0. 1%。所述鋁粉和鎂粉的粒度小于300目，優(yōu)選 100-200 目。
本發(fā)明的技術方案涉及的用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲采用08A1為焊絲主要原材料，制造成本低；生產工藝簡單且在焊絲表面設置有鋁鎂粉脫氧劑，在保證導電性的同時保證脫氧性能，降低焊絲焊接過程中的飛濺，改善焊縫成型，減少焊接過程中在焊縫內部形成的氣孔，如附圖4所示。


圖1利用本發(fā)明技術方案軋制08A1近似圓形金屬絲(U形槽)示意圖
圖2利用本發(fā)明技術方案制備的鋁鎂脫氧焊絲外觀示意圖，其中1為08A1盤條，2 為鋁鎂粉脫氧劑
圖3利用本發(fā)明技術方案制備的鋁鎂脫氧焊絲橫截面示意圖，其中1為08A1盤條，2為鋁鎂粉脫氧劑
圖4利用本發(fā)明技術方案進行焊接的效果示意圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，由于目前常用二氧化碳氣體保護焊的焊絲規(guī)格一般為直徑0. 8-1. 6mm，故本發(fā)明采用拉拔工藝將其拉至0. 8-1. 6mm，但本發(fā)明不限于此。
實施例1
采用市售的IOmm寬、0. 5mm厚的08A1碳素鋼盤條
1)將08A1盤條剝殼去銹，先將其軋制成近似U形，再將U形槽合口，形成近似圓形金屬絲；
2)將上述金屬絲表面均勻涂上一層拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔，使金屬絲直徑縮小至2. Omm ；
3)將步驟2的金屬絲表面涂上一層均勻分散有鋁鎂粉的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔拉至直徑為0. 8mm，其中鋁粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 2%，鎂粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 02% ；
4)使用無水乙醇將附著在拉制焊絲表面的拉絲潤滑劑及鋁鎂粉洗凈。
實施例2
采用市售的12mm寬、Imm厚的08A1碳素鋼盤條
1)將08A1盤條剝殼去銹，先將其軋制成近似U形，再將U形槽合口，形成近似圓形金屬絲；
2)將上述金屬絲表面均勻涂上一層拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔，使金屬絲直徑縮小全2. 2mm ；
3)將步驟2的金屬絲表面涂上一層均勻分散有鋁鎂粉的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔拉至直徑為0. 9mm，其中鋁粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 4%，鎂粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 04% ；
4)使用無水乙醇將附著在拉制焊絲表面的拉絲潤滑劑及鋁鎂粉洗凈。實施例3
采用市售的15mm寬、Imm厚的08A1碳素鋼盤條
1)將08A1盤條剝殼去銹，先將其軋制成近似U形，再將U形槽合口，形成近似圓形金屬絲；
2)將上述金屬絲表面均勻涂上一層拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔，使金屬絲直徑縮小至2. 2mm ；
3)將步驟2的金屬絲表面涂上一層均勻分散有鋁鎂粉的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔拉至直徑為1mm，其中鋁粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 6%，鎂粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 06% ；
4)使用無水乙醇將附著在拉制焊絲表面的拉絲潤滑劑及鋁鎂粉洗凈。
實施例4
采用市售的20mm寬、1. 5mm厚的08A1碳素鋼盤條
1)將08A1盤條剝殼去銹，先將其軋制成近似U形，再將U形槽合口，形成近似圓形金屬絲；
2)將上述金屬絲表面均勻涂上一層拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔，使金屬絲直徑縮小至2. 5mm ；
3)將步驟2的金屬絲表面涂上一層均勻分散有鋁鎂粉的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔拉至直徑為1. 2mm，其中鋁粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 8%，鎂粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0. 08% ；
4)使用無水乙醇將附著在拉制焊絲表面的拉絲潤滑劑及鋁鎂粉洗凈。
實施例5
采用市售的20mm寬、2mm厚的08A1碳素鋼盤條
1)將08A1盤條剝殼去銹，先將其軋制成近似U形，再將U形槽合口，形成近似圓形金屬絲；
2)將上述金屬絲表面均勻涂上一層拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔，使金屬絲直徑縮小至2. 5mm ；
3)將步驟2的金屬絲表面涂上一層均勻分散有鋁鎂粉的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔拉至直徑為1. 6mm，其中鋁粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為1%，鎂粉總用量相對于08A1金屬絲的質量分數(shù)為0.1%;
4)使用無水乙醇將附著在拉制焊絲表面的拉絲潤滑劑及鋁鎂粉洗凈。
以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，其特征在于，由金屬絲和均勻完整地設置在金屬絲表面的鋁鎂脫氧劑組成。
2.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，其特征在于，所述的金屬絲可選用市售的10_20mm寬、0. 5_2mm厚的08A1碳素鋼盤條，經軋輥、拉拔制備的金屬絲。
3.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，其特征在于，所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1金屬絲的表面，其中鋁粉用量為金屬絲質量的0. 2% -1%;鎂粉用量為金屬絲質量的0. 02%-0. 1%0
4.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，其特征在于，所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1金屬絲的表面，其中鋁粉用量為金屬絲質量的0. 5% -1%;鎂粉用量為金屬絲質量的0. 05%-0. 1%0
5.根據權利要求1所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲，其特征在于，所述鋁粉和鎂粉的粒度小于300目，優(yōu)選100-200目。
6.一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法，其特征在于，按照如下步驟進行(1)將金屬絲軋制成近似U形后合口，形成近似圓形的金屬絲(2)將上述金屬絲表面均勻涂上拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔后使金屬絲直徑縮小(3)將步驟O)的金屬絲表面涂上均勻分散有鋁鎂脫氧劑的拉絲潤滑劑，經過數(shù)次拉拔并通過拉絲模將鋁鎂脫氧劑顆粒嵌入材料表面，使金屬絲直徑縮小后洗凈。
7.根據權利要求6所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法， 其特征在于，所述步驟( 中通過拉拔使金屬絲縮小到2. 0-2. 5mm ；所述步驟(；3)中通過拉拔使金屬絲縮小到0. 8-1. 6mm。
8.根據權利要求6所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法， 其特征在于，所述步驟O)中使用的拉絲潤滑劑為拉絲粉(如鈣基拉絲粉、鈉基拉絲粉、鋇基拉絲粉)或者拉絲油(如礦物油基拉絲油、植物油基拉絲油)；所述步驟(3)中使用的拉絲潤滑劑可選用拉絲油(如礦物油基拉絲油、植物油基拉絲油)。
9.根據權利要求6所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法， 其特征在于，所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1 金屬絲的表面，其中鋁粉用量為金屬絲質量的0. 2% -1%，優(yōu)選0. 5% -1% ；鎂粉用量為金屬絲質量的 0. 02% -0. 1%，優(yōu)選 0. 05% -0. 1%。
10.根據權利要求6所述的一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲的制備方法，其特征在于，所述鋁粉和鎂粉的粒度小于300目，優(yōu)選100-200目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于二氧化碳氣體保護焊的鋁鎂脫氧焊絲及其制備方法，由金屬絲和均勻完整地設置在金屬絲表面的鋁鎂脫氧劑組成，所述的鋁鎂脫氧劑為鋁鎂混合粉末，通過拉拔的方法使其均勻嵌入原料08A1金屬絲的表面。本發(fā)明的技術方案涉及采用08A1為焊絲主要原材料，制造成本低；生產工藝簡單且在焊絲表面設置有鋁鎂粉脫氧劑，在保證導電性的同時保證脫氧性能，降低焊絲焊接過程中的飛濺，改善焊縫成型，減少焊接過程中在焊縫內部形成的氣孔。
文檔編號B23K35/40GK102513730SQ20121000055
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權日2012年1月4日
發(fā)明者王惜寶, 蔣歡歡 申請人:天津大學