專利名稱：一種堿性CO₂氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種低合金耐熱鋼堿性藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，低合金耐熱鋼越來越廣泛地應(yīng)用于電力、化工、石油、原子能、航空等高速發(fā)展或尖端行業(yè)，這些行業(yè)設(shè)備上的許多構(gòu)件是在300°C以上的溫度下工作，有的構(gòu)件工作溫度更高達(dá)1200°C以上。對于耐熱鋼的焊接，目前國內(nèi)外廣泛使用的焊絲都是酸性耐熱鋼藥芯焊絲，由于焊縫金屬韌性較低，使其應(yīng)用范圍受到較大的限制。而堿性焊接材料主要以焊條為主，這樣就無法實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，嚴(yán)重地制約了生產(chǎn)效率的提高。另外，堿性焊材所焊接的產(chǎn)品，其焊縫金屬的力學(xué)性能較好，但焊接工藝性較差，還有待于進(jìn)一步完善提高。本項(xiàng)研究發(fā)明了一種具有良好的焊接工藝性能的550MPa級堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲，可進(jìn)行全位置焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲。該焊絲具有堿性渣系，可以進(jìn)行全位置焊接，適用于工作在520°C以下的高溫高壓管道、合成化工機(jī)械、石油裂化設(shè)備等的焊接。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲，它由藥芯和鋼制外皮組成，其特征在于，所述藥芯占焊絲總重量的14 16%，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 :25 40%, MgO :1 4%, CaCO3 :0· 4 O. 8%, NaF I 3%，Na2SiF6 I 3%，硅錳合金4· 5 20%,鈉冰晶石2 4%，長石4 10%，特氟隆0. 2 O. 6%，鐵合金20 35%，純金屬粉末12 20%。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，所述鐵合金包括微碳鉻鐵、鑰鐵、鈦鐵和低碳錳鐵中的一種或多種，所述純金屬粉包括鎂粉和鐵粉中的一種或多種。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 25%,MgO 3. 4%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 8%, Na2SiF6 2. 8%,硅錳合金:20%，鈉冰晶石3%，長石5%，微碳鉻鐵13%，鑰鐵4%，低碳錳鐵3%，特氟隆0. 4%，鎂粉3%，鐵粉14%。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 30%,MgO 2. 2%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 3%, Na2SiF6 2. 3%，硅錳合金15%，鈉冰晶石4%，長石6%，微碳鉻鐵12. 5%，鑰鐵3. 5%，低碳錳鐵2%，，特氟隆0. 4%，鎂粉3%，鐵粉16%。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 35%,MgO :1. 5%, CaCO3 :0. 5%, NaF :1. 8%, Na2SiF6 :1. 8%,硅錳合金9%，鈉冰晶石2. 5%,長石5. 5%，微碳鉻鐵12. 5%，鑰鐵4%，低碳錳鐵7. 5%，特氟隆0. 4%，鎂粉2. 5%，鐵粉15. 5%。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 40%,MgO :1. 5%, CaCO3 :0. 5%, NaF :1. 6%, Na2SiF6 :2%，硅錳合金4. 5%,鈉冰晶石2. 5%,長石4. 5%，微碳鉻鐵12%，鑰鐵3. 5%，低碳錳鐵8. 5%，特氟隆0. 4%，鎂粉2. 5%，鐵粉16%。
如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，所述鋼制外皮采用低碳鋼鋼帶。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，所述鋼制外皮采用碳含量在O. 015 O. 034%，硅含量彡O. 028%，錳含量O. 18 O. 32%，硫含量彡O. 008%，磷含量彡O. 012%的低碳鋼鋼帶。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，所述鋼制外皮采用SPCC低碳鋼鋼帶，規(guī)格為
O.9mmX 13. 5mm (厚 X 寬)。如上所述的藥芯焊絲，優(yōu)選地，所述藥芯焊絲的直徑為1.2mm。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的堿性低合金耐熱鋼藥芯焊絲，采用純CO2作為保護(hù)氣體，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，適合全位置焊接。焊縫熔渣覆蓋性好，脫渣容易，熔敷效率高，抗銹性好，焊縫成形美觀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲，其藥芯化學(xué)成分的設(shè)計(jì)如下TiO2，是主要的造渣劑和電弧穩(wěn)定劑，可改善焊縫的成型和脫渣，而且它還有使金屬以細(xì)霧狀過渡、減少飛濺的作用，是全位置焊接不可缺少的材料。鈦鐵礦中的鈦在折合成TiO2加入量少于25%時不能體現(xiàn)上述特性；加入量大于40%時則由于含氧量高，造成沖擊韌性降低，渣層變厚，影響氣體從熔池逸出，從而容易產(chǎn)生氣孔。因此TiO2加入量限定在25 40%。MgO,以鎂砂的形式加入，具有一定的穩(wěn)弧作用，并有造渣和調(diào)整熔渣熔點(diǎn)、粘度等作用。MgO的加入保證熔渣具有較高的堿度，因此可有效地降低焊縫金屬中S、P、O等雜質(zhì)，從而提高焊縫金屬的力學(xué)性能。在本發(fā)明中，MgO的加入量在少于1%時，基本不起作用；加入量超過4%時，則易造成焊接熔渣覆蓋不好，且會造成飛濺。CaCO3,主要起到造氣和造渣的作用，也是脫硫物質(zhì)之一。當(dāng)CaCO3加入量少于O. 4%時，焊絲脫硫作用不大；加入量超過O. 8%之后，將增加表面張力，粗化熔滴，降低焊接操作的工藝性能。氟化物，是電弧穩(wěn)定劑、去氫劑。氟化物的加入量少于2%時，電弧穩(wěn)定性不足，去氫能力不足，易產(chǎn)生焊縫氣孔壓坑；加入量大于6%時，電弧變長，煙塵和飛濺增大。硅錳合金，是主要脫氧劑，可降低焊縫金屬的氧含量。其加入量少于5%時，脫氧變差，沖擊韌性變差；加入量超過20%，則強(qiáng)度過高，沖擊韌性降低，且會造成飛濺。鈉冰晶石，能夠穩(wěn)定電弧，降低飛濺。其加入量少于2%或多于4%，均會造成飛濺增加。長石，主要包含有Si02、Al2O3和K2O,是造渣劑和電弧穩(wěn)定劑。長石的加入量少于4%時，電弧穩(wěn)定不足，電弧過于集中，立焊熔池外翻，電弧不穩(wěn)定；加入量大于10%時，電弧變長，煙塵和飛濺增大，立焊容易出現(xiàn)鐵水下墜。為了保證焊絲熔敷金屬的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度和低溫韌性，本發(fā)明還在藥芯焊絲中加入了各種鐵合金，如微碳鉻鐵、鈦鐵，鑰鐵、低碳錳鐵等；還加入了純金屬鎂粉和鐵粉，主要作焊縫的脫氧劑和合金劑。藥芯焊絲的鋼制外皮采用低碳鋼，其化學(xué)成分見表I。
表I藥芯焊絲鋼制外皮的化學(xué)成分％
權(quán)利要求
1.一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲，它由藥芯和鋼制外皮組成，其特征在于，所述藥芯占焊絲總重量的14 16%，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 :25 40%, MgO :1 4%, CaCO3 :0· 4 O. 8%, NaF I 3%，Na2SiF6 I 3%，硅錳合金4· 5 20%,鈉冰晶石2 4%，長石4 10%，特氟隆0. 2 O. 6%，鐵合金20 35%，純金屬粉末12 20%。
2.如權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述鐵合金包括微碳鉻鐵、鑰鐵、鈦鐵和低碳錳鐵中的一種或多種，所述純金屬粉包括鎂粉和鐵粉中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 25%, MgO 3. 4%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 8%, Na2SiF6 2. 8%，硅錳合金:20%，鈉冰晶石3%，長石5%，微碳鉻鐵13%，鑰鐵4%，低碳錳鐵3%，特氟隆0. 4%，鎂粉3%，鐵粉14%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 30%, MgO 2. 2%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 3%, Na2SiF6 2. 3%，硅錳合金15%，鈉冰晶石4%，長石6%，微碳鉻鐵12. 5%，鑰鐵3. 5%，低碳錳鐵2%，，特氟隆0. 4%，鎂粉3%，鐵粉16%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 35%, MgO 1. 5%, CaCO3 0. 5%, NaF 1. 8%, Na2SiF6 1. 8%，硅錳合金:9%，鈉冰晶石2.5%，長石5. 5%，微碳鉻鐵12. 5%，鑰鐵4%，低碳錳鐵7. 5%，特氟隆0. 4%，鎂粉2. 5%，鐵粉15. 5%ο
6.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 40%, MgO 1. 5%, CaCO3 0. 5%, NaF 1. 6%, Na2SiF6 :2%，硅錳合金4. 5%，鈉冰晶石2.5%，長石4. 5%，微碳鉻鐵12%,鑰鐵3. 5%，低碳錳鐵8. 5%，特氟隆0. 4%，鎂粉2. 5%，鐵粉16%。
7.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述鋼制外皮采用低碳鋼鋼帶。
8.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述鋼制外皮采用碳含量在O. 015 O. 034%,硅含量< O. 028%,錳含量O. 18 O. 32%,硫含量< O. 008%,磷含量(O. 012%的低碳鋼鋼帶。
9.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述鋼制外皮采用SPCC低碳鋼鋼帶，規(guī)格為O. 9mmX 13. 5mm (厚X寬)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述藥芯焊絲的直徑為1.2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲，它由藥芯和鋼制外皮組成，所述藥芯占焊絲總重量的14～16%，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為TiO225～40%，MgO1～4%，CaCO30.4～0.8%，NaF1~3%，Na2SiF61~3%，硅錳合金4.5～20%，鈉冰晶石2～4%，長石4～10%，特氟隆0.2~0.6%，鐵合金20～35%，純金屬粉末12～20%。本發(fā)明的堿性低合金耐熱鋼藥芯焊絲，采用純CO2作為保護(hù)氣體，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，適合全位置焊接。焊縫熔渣覆蓋性好，脫渣容易，熔敷效率高，抗銹性好，焊縫成形美觀。
文檔編號B23K35/368GK103056549SQ20121055861
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者謝晉平, 趙海靜, 張莉, 張赫, 白波, 曾憲芳, 馬奎, 王鳳 申請人:中冶焊接科技有限公司, 中冶建筑研究總院有限公司