本發(fā)明屬于金屬材料焊接技術(shù)領域，具體涉及wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲，本發(fā)明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。
背景技術(shù)：
wh80鋼是低碳低合金高強鋼，調(diào)質(zhì)鋼wh80具有高強度、良好的低溫沖擊韌性，抗層狀撕裂性能、較低的時效敏感性系數(shù)。該鋼采用低碳低合金的化學成分設計，運用控制軋制和控制冷卻技術(shù)，使wh80具有比傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)鋼更低的碳當量和焊接裂紋敏感性系數(shù)。wh80鋼屬于高強鋼結(jié)構(gòu)鋼，用于工程機械、礦山機械、煤礦機械、環(huán)保機械、冶金機械等企業(yè)制造液壓支架、吊車伸長臂、起重機伸長臂、挖掘機支撐臂等。
目前，針對wh80鋼的焊接材料，可匹配焊材的可選擇性不多，使wh80鋼焊接存在一定的難度。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲，實現(xiàn)wh80鋼焊接接頭力學性能優(yōu)良。
本發(fā)明的另一個目的是提供wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲的制備方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲，包括藥芯和藥皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：藥芯和藥皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鉻粉1％-4％，鎳粉4％-8％，鉬粉1.5％-3.5％，錳粉8％-12％，硅鐵粉0.5％-1.5％，鈮鐵粉0.5％-1.5％，鈦鐵粉0.5％-1％，氟化鋇粉13％-17％，氧化鎂粉10％-16％，氧化鈰粉1％-3％，石英粉1％-4％，金紅石粉20％-28％，鋯英砂粉3％-7％，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％。
本發(fā)明的特點還在于：
藥皮為碳鋼鋼帶。
該藥芯焊絲的填充量控制在19％～23％。
本發(fā)明所采用的第二個技術(shù)方案是，wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下：
步驟1：按質(zhì)量百分比分別稱取鉻粉1％-4％，鎳粉4％-8％，鉬粉1.5％-3.5％，錳粉8％-12％，硅鐵粉0.5％-1.5％，鈮鐵粉0.5％-1.5％，鈦鐵粉0.5％-1％，氟化鋇粉13％-17％，氧化鎂粉10％-16％，氧化鈰粉1％-3％，石英粉1％-4％，金紅石粉20％-28％，鋯英砂粉3％-7％，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％。
步驟2：將步驟1稱取的氟化鋇粉、氧化鎂粉、石英粉混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后研磨、過篩，得到混合粉a；
步驟3：將步驟1稱取的鉻粉、鎳粉、鉬粉、錳粉、硅鐵粉、鈮鐵粉、鈦鐵粉、氧化鈰粉、金紅石粉、鋯英砂粉和鐵粉與步驟2得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中烘干，得到藥芯粉末；
步驟4：通過藥芯焊絲制絲機把步驟3制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔，得到藥芯焊絲；
步驟5：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
步驟2中：燒結(jié)溫度為600-700℃，燒結(jié)時間為3-4h。
步驟2中：過篩采用粒度為80-120目篩網(wǎng)。
步驟3中：烘干溫度為220-300℃，烘干時間為2-3h。
步驟4中：藥芯焊絲的填充量控制在19％～23％。
本發(fā)明的有益效果是，(1)相比焊條和實心焊絲而言，焊接飛濺少，焊縫成型美觀，具有很好的焊接工藝性，適合于連續(xù)送絲焊接設備，具有較高的生產(chǎn)效率；(2)本發(fā)明藥芯焊絲制備方法簡單，操作方便，便于進行大規(guī)模批量生產(chǎn)。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲，包括藥芯和藥皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：按質(zhì)量百分比分別稱取鉻粉1％-4％，鎳粉4％-8％，鉬粉1.5％-3.5％，錳粉8％-12％，硅鐵粉0.5％-1.5％，鈮鐵粉0.5％-1.5％，鈦鐵粉0.5％-1％，氟化鋇粉13％-17％，氧化鎂粉10％-16％，氧化鈰粉1％-3％，石英粉1％-4％，金紅石粉20％-28％，鋯英砂粉3％-7％，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％；藥皮為碳鋼鋼帶；藥芯焊絲的填充量控制在19％～23％。
該藥芯焊絲中各組分的作用和功能如下：
金屬鉻還具有提高接頭耐蝕性的作用；
金屬鎳，還具有提高焊接接頭韌性的作用；
鋁鎂粉易與氧氣結(jié)合而除去熔池中的氧元素，保護焊縫中的其他組分；
石英，氟化鋇，金紅石，具有造渣的作用，焊接時產(chǎn)生熔渣對熔池進行保護；
氟化鋇是堿性渣，石英，金紅石是酸性渣，三者配合使用，可以調(diào)整熔渣的堿度。
上述wh80鋼用氣保護型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下：
步驟1：按質(zhì)量百分比分別稱取鉻粉1％-4％，鎳粉4％-8％，鉬粉1.5％-3.5％，錳粉8％-12％，硅鐵粉0.5％-1.5％，鈮鐵粉0.5％-1.5％，鈦鐵粉0.5％-1％，氟化鋇粉13％-17％，氧化鎂粉10％-16％，氧化鈰粉1％-3％，石英粉1％-4％，金紅石粉20％-28％，鋯英砂粉3％-7％，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％。
步驟2：將步驟1稱取的氟化鋇粉、氧化鎂粉、石英粉混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為600-700℃，燒結(jié)時間為3-4h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、過篩，過篩采用粒度為80-120目篩網(wǎng)，得到混合粉a；
步驟3：將步驟1稱取的鉻粉、鎳粉、鉬粉、錳粉、硅鐵粉、鈮鐵粉、鈦鐵粉、氧化鈰粉、金紅石粉、鋯英砂粉和鐵粉與步驟2得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為220-300℃，烘干時間為2-3h，得到藥芯粉末；
步驟4：通過藥芯焊絲制絲機把步驟3制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，藥芯焊絲的填充量控制在19％～23％，并進行拉拔，得到藥芯焊絲；
步驟5：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
實施例1
步驟1：稱取氟化鋇粉140g、氧化鎂粉160g、石英粉30g混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中600℃燒結(jié)3h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、并采用粒度為80-120目篩網(wǎng)過篩，得到混合粉a；
步驟2：鉻粉20g、鎳粉60g、鉬粉20g、錳粉100g、硅鐵粉5g、鈮鐵粉10g、鈦鐵粉5g、氧化鈰粉10g、金紅石粉240g、鋯英砂粉40g和鐵粉160g與步驟1得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中220℃烘干2h，得到藥芯粉末；
步驟3：通過藥芯焊絲制絲機把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔至直徑為1.2mm，得到藥芯焊絲，其中藥芯粉末填充量控制在19％；
步驟4：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
用實施例1制備的藥芯焊絲，適用于電弧焊(fcaw)，外加保護氣體，焊接電流為160-190a，焊接電壓為21-24v。經(jīng)測試，焊接接頭力學性能為：抗拉強度為810mpa，屈服極限為610mpa，沖擊功為125j。性能符合高強鋼wh80使用要求。
實施例2
步驟1：稱取氟化鋇粉120g、氧化鎂粉130g、石英粉20g混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中650℃燒結(jié)3.5h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、并采用粒度為80-120目篩網(wǎng)過篩，得到混合粉a；
步驟2：鉻粉20g、鎳粉70g、鉬粉25g、錳粉110g、硅鐵粉8g、鈮鐵粉15g、鈦鐵粉5g、氧化鈰粉40g、金紅石粉210g、鋯英砂粉60g和鐵粉167g與步驟1得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中250℃烘干2.5h，得到藥芯粉末；
步驟3：通過藥芯焊絲制絲機把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔至直徑為1.4mm，得到藥芯焊絲，其中藥芯粉末填充量控制在21％；
步驟4：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
用實施例2制備的藥芯焊絲，適用于電弧焊(fcaw)，外加保護氣體，焊接電流為170-210a，焊接電壓為21-23v。經(jīng)測試，焊接接頭力學性能為：抗拉強度為833mpa，屈服極限為659mpa，沖擊功為129j。性能符合高強鋼wh80使用要求。
實施例3
步驟1：稱取氟化鋇粉150g、氧化鎂粉110g、石英粉20g混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中680℃燒結(jié)3.5h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、并采用粒度為80-120目篩網(wǎng)過篩，得到混合粉a；
步驟2：鉻粉40g、鎳粉80g、鉬粉35g、錳粉120g、硅鐵粉15g、鈮鐵粉5g、鈦鐵粉10g、氧化鈰粉10g、金紅石粉230g、鋯英砂粉30g和鐵粉145g與步驟1得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中250℃烘干3h，得到藥芯粉末；
步驟3：通過藥芯焊絲制絲機把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔至直徑為1.6mm，得到藥芯焊絲，其中藥芯粉末填充量控制在23％；
步驟4：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
用實施例3制備的藥芯焊絲，適用于電弧焊(fcaw)，外加保護氣體，焊接電流為200-220a，焊接電壓為22-24v。經(jīng)測試，焊接接頭力學性能為：抗拉強度為835mpa，屈服極限為664mpa，沖擊功為132j。性能符合高強鋼wh80使用要求。
實施例4
步驟1：稱取氟化鋇粉135g、氧化鎂粉140g、石英粉25g混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中680℃燒結(jié)3.5h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、并采用粒度為80-120目篩網(wǎng)過篩，得到混合粉a；
步驟2：鉻粉30g、鎳粉65g、鉬粉20g、錳粉115g、硅鐵粉10g、鈮鐵粉15g、鈦鐵粉10g、氧化鈰粉20g、金紅石粉220g、鋯英砂粉60g和鐵粉135g與步驟1得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中250℃烘干3h，得到藥芯粉末；
步驟3：通過藥芯焊絲制絲機把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔至直徑為1.6mm，得到藥芯焊絲，其中藥芯粉末填充量控制在23％；
步驟4：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
用實施例4制備的藥芯焊絲，適用于電弧焊(fcaw)，外加保護氣體，焊接電流為190-210a，焊接電壓為22-25v。經(jīng)測試，焊接接頭力學性能為：抗拉強度為849mpa，屈服極限為675mpa，沖擊功為128j。性能符合高強鋼wh80使用要求。
實施例5
步驟1：稱取氟化鋇粉145g、氧化鎂粉135g、石英粉30g混合，向其中加入水玻璃粘結(jié)劑并混合均勻，然后置于加熱爐中680℃燒結(jié)3.5h，燒結(jié)結(jié)束后研磨、并采用粒度為80-120目篩網(wǎng)過篩，得到混合粉a；
步驟2：鉻粉35g、鎳粉75g、鉬粉30g、錳粉120g、硅鐵粉15g、鈮鐵粉5g、鈦鐵粉5g、氧化鈰粉15g、金紅石粉230g、鋯英砂粉35g和鐵粉125g與步驟1得到的混合粉a混合，并置于烘干爐中250℃烘干3h，得到藥芯粉末；
步驟3：通過藥芯焊絲制絲機把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在碳鋼鋼帶內(nèi)，并進行拉拔至直徑為1.6mm，得到藥芯焊絲，其中藥芯粉末填充量控制在23％；
步驟4：采用繞絲機把步驟4得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。
用實施例5制備的藥芯焊絲，適用于電弧焊(fcaw)，外加保護氣體，焊接電流為190-210a，焊接電壓為20-23v。經(jīng)測試，焊接接頭力學性能為：抗拉強度為826mpa，屈服極限為653mpa，沖擊功為127j。性能符合高強鋼wh80使用要求。
本發(fā)明藥芯焊絲包括藥芯和藥皮，相比焊條和實心焊絲而言，焊接飛濺少，焊縫成型美觀，具有很好的焊接工藝性，適合于連續(xù)送絲焊接設備，具有較高的生產(chǎn)效率；藥芯焊絲制備方法簡單，操作方便，便于進行大規(guī)模批量生產(chǎn)。