本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，特別涉及一種490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
：氣保焊中保護(hù)氣體的功能是保護(hù)熔融金屬免受周圍空氣的影響及提供給電弧合適的條件。如果空氣與熔融金屬接觸，空氣中的氧會氧化金屬，氮可能會引起氣孔或使焊縫金屬變脆，以及空氣中的水分也會引起氣孔。保護(hù)氣體的成分會影響到材料的過渡，因而會影響到飛濺的數(shù)量及大小，也會影響到焊道的外觀、焊縫形狀及合金元素的燒損。一般而言，用純CO2作保護(hù)氣體，電弧穩(wěn)定性較差，熔滴呈非軸向過渡，飛濺較大，焊縫成型較差，合金元素的過渡系數(shù)較低，但CO2氣體的價格非常便宜；而在Ar氣體中加入少量的氧化性氣體(一般為CO2)，可顯著提高電弧穩(wěn)定性，使熔滴細(xì)化，有利于改善焊縫成型，同時合金元素的過渡系數(shù)也較高，但混合氣的價格貴，成本高。由于全球各地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同及保護(hù)氣價格的差異，亞洲藥芯焊絲的MAG焊主要采用CO2保護(hù)氣，而歐洲則主要是用混合氣體(Ar-CO2系列)的場合居多。為了使490MPa級高強(qiáng)度鋼用藥芯焊絲能夠在亞洲及歐洲通用，因此需要開發(fā)一種既可采用CO2，也可采用Ar+CO2作保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的藥芯焊絲。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲，本發(fā)明在采用100％CO2及80％Ar+20％CO2作保護(hù)氣體進(jìn)行焊接時，均可獲得優(yōu)異的焊接工藝性能及熔敷金屬機(jī)械性能，因而能夠在亞洲及歐洲通用。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲，由焊藥和鋼帶構(gòu)成，焊藥包裹于鋼帶內(nèi)，所述焊藥占焊絲總重量的10～20％；以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述低P、S鋼帶的組分如下：C：0.010～0.030％；Si：0.01～0.03％；Mn：0.10～0.30％；Al：0.005～0.035％；P：0.005～0.010％；S：0.005～0.010％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述焊藥的組分如下：TiO2：30～60％；SiO2：1～10％；ZrO2：0.5～5.0％；氟化物：0.1～3.0％；Na2O：0.05～5.00％；K2O：0.1～4.0％；Al+Mg：1～8％；C：0.01～0.15％；Mn：6～16％；Si：0.5～5.0％；Ti：0.1～5.0％；B：0.01～0.08％；Fe：余量。優(yōu)選的，以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述焊藥的組分如下：TiO2：40～50％；SiO2：2～8％；ZrO2：1～3％；氟化物：0.1～3.0％；Na2O：0.05～3.00％；K2O：0.1～4.0％；Al+Mg：2～7％；C：0.05～0.15％；Mn：8～16％；Si：0.5～5.0％；Ti：0.1～5.0％；B：0.01～0.08％；Fe：余量。優(yōu)選的，所述490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲，以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述低P、S鋼帶的組分如下：C：0.022～0.026％；Si：0.019～0.027％；Mn：0.21～0.29％；Al：0.018～0.030％；P：0.007～0.008％；S：0.005～0.006％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述焊藥的組分如下：TiO2：43.6～45.2％；SiO2：3.2～5.1％；ZrO2：1.0～2.4％；氟化物：1.6～2.2％；Na2O：0.39～0.65％；K2O：0.19～0.36％；Al+Mg：3.3～4.3％；C：0.10～0.12％；Mn：12.8～13.6％；Si：2.3～2.7％；Ti：2.2～2.5％；B：0.02～0.026％；Fe：余量。所述氟化物至少包括NaF、CaF2、BaF2、Na3AlF6、K3AlF6、K2SiF6、LiF中的一種。按照重量百分比，所述490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲的熔敷金屬的化學(xué)成分包括：本發(fā)明中焊藥各組分在藥芯焊絲中各自發(fā)揮的作用如下：氧化物(包括TiO2、SiO2、ZrO2、Na2O和K2O)的主要作用是造渣、穩(wěn)弧，美化焊縫，提高脫渣性。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，氧化物過多時，焊縫含氧量提高，對低溫韌性不利。氟化物(包括NaF、CaF2、BaF2、Na3AlF6、K3AlF6、K2SiF6、LiF)的主要作用為造渣和脫氫，另外還可調(diào)節(jié)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(wěn)，同時氟化物也具有一定的稀渣能力。鋁和鎂的主要作用是脫氧。碳的主要作用是提供適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。錳的主要作用是脫氧、脫硫和向焊縫中過渡合金元素。硅的主用作用是通過硅錳聯(lián)合脫氧，這樣脫氧效果更佳，同時過渡合金元素。微量的Ti和B的主要作用是向焊縫中過渡合金元素，通過Ti和B的復(fù)合來細(xì)化晶粒，從而提高力學(xué)性能。本發(fā)明采用低P、S的鋼帶，可獲得優(yōu)異的抗裂性。本發(fā)明在采用100％CO2及80％Ar+20％CO2作保護(hù)氣體時，均可獲得優(yōu)異的焊接工藝性能，其中80％Ar+20％CO2的焊接工藝性稍好于100％CO2；通過加入適當(dāng)含量的Mn、Si、Al、Mg等元素可滿足這兩種氣體的不同脫氧需求；采用這兩種氣體焊接時，由于合金元素過渡系數(shù)的不同，勢必會造成熔敷金屬的化學(xué)成分有所偏差，而本發(fā)明藥芯焊絲通過加入微量的Ti、B等合金元素，不但可抑制先共析鐵素體的形成，還可獲得較多的針狀鐵素體來細(xì)化晶粒，因而允許在一個寬廣的化學(xué)成分范圍內(nèi)獲得優(yōu)異的機(jī)械性能，其中80％Ar+20％CO2條件下的機(jī)械性能稍優(yōu)于100％CO2。本發(fā)明藥芯焊絲采用100％CO2及80％Ar+20％CO2作保護(hù)氣體進(jìn)行焊接時，均能獲得優(yōu)異的焊接工藝性能及熔敷金屬機(jī)械性能，因而能夠在亞洲及歐洲通用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明由低P、S鋼帶和焊藥組成，焊藥包裹在鋼帶內(nèi)，采用低P、S的鋼帶，其鋼帶組分(重量百分比％)如表1。表1鋼帶成分組成及含量表CSiMnAl0.010-0.0300.01-0.030.10-0.300.005～0.035PSFe/0.005-0.0100.005-0.010余量/焊藥占焊絲全重量比例為10％～20％，其焊藥組分(重量百分比％)如表2。表2焊藥成分及含量表TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg30-601-100.5-5.00.1-3.00.05-5.000.1-4.01-8CMnSiTiBFe/0.01-0.156-160.5-5.00.1-5.00.01-0.08余量/更好的焊藥組分(重量百分比％)優(yōu)選見表3：表3優(yōu)選的焊藥成分及含量表TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg40-502-81-30.1-3.00.05-3.000.1-4.02-7CMnSiTiBFe0.05-0.158-160.5-5.00.1-5.00.01-0.08余量更優(yōu)選的，所述490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲，以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述低P、S鋼帶的組分如下：C：0.022～0.026％；Si：0.019～0.027％；Mn：0.21～0.29％；Al：0.018～0.030％；P：0.007～0.008％；S：0.005～0.006％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述焊藥的組分如下：TiO2：43.6～45.2％；SiO2：3.2～5.1％；ZrO2：1.0～2.4％；氟化物：1.6～2.2％；Na2O：0.39～0.65％；K2O：0.19～0.36％；Al+Mg：3.3～4.3％；C：0.10～0.12％；Mn：12.8～13.6％；Si：2.3～2.7％；Ti：2.2～2.5％；B：0.02～0.026％；Fe：余量。本發(fā)明490MPa級高強(qiáng)度鋼用雙氣體保護(hù)藥芯焊絲的熔敷金屬的化學(xué)成分見表4：保護(hù)氣體CMnSiP100％CO20.036～0.0401.24～1.340.48～0.540.012～0.01480％Ar+20％CO20.037～0.0411.45～1.550.62～0.670.013～0.014保護(hù)氣體STiBAl100％CO20.004～0.0060.046～0.0560.0009～0.00130.003～0.00980％Ar+20％CO20.004～0.0060.065～0.0770.0012～0.00180.010～0.015實(shí)施例1：采用焊絲生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)通用的制造工藝，按表1-1的鋼帶組分制作鋼帶(即外皮)，按照表1-2的焊藥配方進(jìn)行配制并將焊藥包裹于鋼帶內(nèi)(overlap)：表1-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0220.0270.290.0180.0070.005余量表1-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg45.24.21.61.60.390.194.3CMnSiTiBFe0.1012.82.32.60.02624.694采用100％CO2及80％Ar+20％CO2兩種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接，其熔敷金屬的化學(xué)成分見表1-3，熔敷金屬的機(jī)械性能見表1-4：表1-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)保護(hù)氣體CMnSiPSTiBAl100％CO20.0361.240.490.0130.0040.0560.00120.00380％Ar+20％CO20.0371.450.620.0130.0040.0770.00180.010表1-4：熔敷金屬的機(jī)械性能實(shí)施例2：采用與實(shí)施例1相同的焊絲制造方法，按表2-1的鋼帶組分及表2-2的焊藥配方進(jìn)行配制：表2-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0230.0250.270.0210.0070.005余量表2-2：焊藥組分及含量(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg44.84.51.81.70.440.244.1CMnSiTiBFe0.1013.02.42.50.02624.394采用100％CO2及80％Ar+20％CO2兩種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接，其熔敷金屬的化學(xué)成分見表2-3，熔敷金屬的機(jī)械性能見表2-4：表2-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)保護(hù)氣體CMnSiPSTiBAl100％CO20.0371.260.510.0130.0050.0530.00130.00580％Ar+20％CO20.0381.470.640.0140.0040.0740.00170.012表2-4：熔敷金屬的機(jī)械性能實(shí)施例3：采用與實(shí)施例1相同的焊絲制造方法，按表3-1的鋼帶組分及表3-2的焊藥配方進(jìn)行配制：表3-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0240.0230.250.0240.0070.005余量表3-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg44.44.82.01.80.520.283.7CMnSiTiBFe0.1113.22.52.40.02624.264采用100％CO2及80％Ar+20％CO2兩種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接，其熔敷金屬的化學(xué)成分見表3-3，熔敷金屬的機(jī)械性能見表3-4：表3-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)保護(hù)氣體CMnSiPSTiBAl100％CO20.0371.320.540.0120.0050.0460.00130.00780％Ar+20％CO20.0391.540.670.0130.0050.0650.00160.014表3-4：熔敷金屬的機(jī)械性能實(shí)施例4：采用與實(shí)施例1相同的焊絲制造方法，按表4-1的鋼帶組分及表4-2的焊藥配方進(jìn)行配制：表4-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0250.0210.230.0270.0080.006余量表4-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg44.05.11.02.00.600.323.5CMnSiTiBFe0.1113.42.62.30.02025.05采用100％CO2及80％Ar+20％CO2兩種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接，其熔敷金屬的化學(xué)成分見表4-3，熔敷金屬的機(jī)械性能見表4-4：表4-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)保護(hù)氣體CMnSiPSTiBAl100％CO20.0391.270.520.0140.0060.0510.00090.00980％Ar+20％CO20.0401.490.660.0130.0050.0760.00120.015表4-4：熔敷金屬的機(jī)械性能實(shí)施例5：采用與實(shí)施例1相同的焊絲制造方法，按表5-1的鋼帶組分及表5-2的焊藥配方進(jìn)行配制：表5-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0260.0190.210.0300.0080.006余量表5-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg43.63.22.42.20.650.363.3CMnSiTiBFe0.1213.62.72.20.0225.65采用100％CO2及80％Ar+20％CO2兩種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接，其熔敷金屬的化學(xué)成分見表5-3，熔敷金屬的機(jī)械性能見表5-4：表5-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)保護(hù)氣體CMnSiPSTiBAl100％CO20.0401.340.480.0140.0060.0480.00100.00980％Ar+20％CO20.0411.550.630.0140.0060.0670.00130.015表5-4：熔敷金屬的機(jī)械性能上述實(shí)驗(yàn)可見，本發(fā)明藥芯焊絲采用100％CO2及80％Ar+20％CO2作保護(hù)氣體進(jìn)行焊接時，均能獲得優(yōu)異的熔敷金屬機(jī)械性能，其中80％Ar+20％CO2條件下合金元素的燒損比100％CO2要少，而屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、-20℃沖擊值均優(yōu)于100％CO2，但延伸率卻不如100％CO2。本發(fā)明藥芯焊絲采用100％CO2及80％Ar+20％CO2作保護(hù)氣體進(jìn)行焊接時，均能獲得優(yōu)異的焊接工藝性能及熔敷金屬機(jī)械性能，因而能夠在亞洲及歐洲通用。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3