一種混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬焊接用藥芯焊絲，特別涉及一種混合氣體保護高韌性碳鋼藥 芯焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002] 藥芯焊絲是近年來迅速發(fā)展的一種新型焊接材料，藥芯焊絲廣泛應(yīng)用于航空、航 天、造船、核電、汽車制造、橋梁、機械、建筑、石油化工等領(lǐng)域。藥芯焊絲與手工焊條和氬弧 焊絲相比有明顯的工藝優(yōu)勢，主要是把斷續(xù)的焊接過程變?yōu)檫B續(xù)的生產(chǎn)方式，從而減少了 焊接接頭的數(shù)目，提高了焊縫質(zhì)量，也提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源。同時可以通過調(diào)整藥 芯添加物的種類和比例，很方便地設(shè)計各種不同用途的焊接材料。因為它的合金成分可靈 活方便的調(diào)整，所以藥芯焊絲的許多品種是實心焊絲無法冶煉和軋制的，藥芯焊絲是很有 發(fā)展前途的新型焊接材料。隨著我國藥芯焊絲在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍的需求量不斷擴大，藥 芯焊絲的需求量還將大大增加，藥芯焊絲屬新型焊接材料，在我國正處于高速增長的初期 階段，隨著自動化水平的提高，將逐步代替手工焊條和實芯焊絲。
[0003] 目前碳鋼藥芯焊絲普遍存在低溫沖擊性能低的問題，這主要是由于在設(shè)計配方過 程中沒有充分考慮藥芯焊絲在焊接過程中藥粉在熔池中二次冶煉過程時部分合金元素的 燒損，以及熔敷金屬中合金元素的偏析問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：針對當(dāng)前藥芯焊絲普遍存在的低溫沖擊性能低不夠穩(wěn)定的情 況，提供一種混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲，藥芯各 組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：金紅石32%~49%，優(yōu)選32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、 39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%;鐵粉20%~25%，優(yōu)選 20%、21%、22%、23%、24%、25%;硅錳合金14.5%~17%，優(yōu)選14.5%、15%、15.5%、 16%、16.5%、17%;低碳錳鐵1%~1.5%優(yōu)選1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%;石英 2%~4%，優(yōu)選 2%、2· 5%、3%、3· 5%、4% ;氧化鋁 2. 5%~3. 5%，優(yōu)選 2. 5%、2· 6%、 2· 7%、2· 8%、2· 9%、3· 0%、3· 1 %、3· 2%、3· 3%、3· 4%、3· 5% ;鋯英砂 2. 5%~5%，優(yōu) 選 2· 5%、3%、3· 5%、4%、4· 5%、5% ;氟化物 2%~3. 8%，優(yōu)選 2%、2· 5%、2· 8%、3%、 3·5%、3·6%、3·8% ;合金元素 3% ~6%，優(yōu)選 3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%;稀 有元素2%~5%，優(yōu)選2. 5%、3%、3. 5%、4%、4. 5%、5% ;所述氟化物為氟化鋇、氟化鈣和 氟化鋁中的一種或多種；所述合金元素為鈦、鉀、鎳、鉻的任意組合，優(yōu)選為鈦鉀合金、鈦鉻 合金、鎳鉀合金、鈦鎳鉀合金或鎳鉻合金；所述稀有元素為釩、鈮、硼、鉬的一種或兩種，優(yōu)選 為硼、鈮與硼的混合物、釩與鉬的混合物或鈮與鉬的混合物。
[0006] 上述的混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲，藥芯各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：金紅石 42% ;鐵粉23 % ;硅錳合金14. 5 % ;低碳錳鐵1.2 % ;石英3.3 % ;氧化鋁3.0 % ;鋯英砂 2. 8% ;氟化物2.5% ;合金元素4.5% ;稀有元素3. 2%。
[0007] 上述的混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲，藥芯各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：金紅石 38% ;鐵粉24% ;硅錳合金15% ;低碳錳鐵1. 3% ;石英2. 5% ;氧化鋁2. 9% ;鋯英砂4% ; 氟化物2. 8 % ;合金元素5. 0 % ;稀有元素4. 5 %。
[0008] 上述的混合氣體保護高韌性碳鋼藥芯焊絲，藥芯各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：金紅石 33% ;鐵粉24. 5 % ;硅錳合金16. 5 % ;低碳錳鐵1. 5 % ;石英3. 8 % ;氧化鋁3. 2 % ;鋯英砂 4. 1% ;氟化物3.4% ;合金元素5.0% ;稀有元素5.0%。
[0009] 本發(fā)明藥芯焊絲各組分的功能作用是：
[0010] 金紅石：金紅石是熔渣形成的主要成分，可以改善熔渣的覆蓋性和焊后的脫渣 性。金紅石對全位置有較好的影響，其主要成分氧化鈦的加入能顯著降低熔渣的高溫粘度 及表面張力，熔渣粘度的下降會改善高溫熔渣透氣性，因而焊縫表面斑點減少。
[0011] 鐵粉：其作用是提高藥芯焊絲熔敷速度，調(diào)節(jié)堆焊金屬的成份，形成焊縫金屬。 [0012] 硅錳合金：主要是脫氧劑，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%，則強度過高，沖擊韌性降低，且會造成飛濺。
[0013] 石英：其主要作用是造渣。
[0014] 鋯英砂：鋯英砂主要起造渣，調(diào)整熔渣的物化性能，適量添加，使得熔滴尺寸變小， 焊道兩邊整齊，可改善焊絲的全位置焊接工藝。
[0015] 氟化物：其是電弧穩(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%，電弧變長，煙塵和飛濺增大。
[0016] 稀有金屬：在配方中適當(dāng)添加了稀有金屬，使熔敷金屬的力學(xué)性能更加穩(wěn)定，特別 是低溫沖擊性能，不但得到了大幅提高，而且還使沖擊性能更加穩(wěn)定。
[0017] 本發(fā)明所述混合氣體，是在惰性氣體中加入一定量的活性氣體，如氬氣加二氧化 碳?xì)怏w（Ar+C02)，氬氣加氧氣（Ar+02)，氬氣加氧氣和二氧化碳?xì)怏w（Ar+02+C02)等。
[0018] 本發(fā)明具有積極的效果：本發(fā)明藥芯焊絲配方，優(yōu)化協(xié)調(diào)藥芯中造渣組分與其他 功能組分的加入量，通過控制硅錳合金的加入量，減少合金元素的加入量，減少合金元素的 燒損，精確控制配方中硼等微量元素，使熔敷金屬的力學(xué)性能更加穩(wěn)定，特別是低溫沖擊性 能，不但得到了大幅提高，而且還使沖擊性能更加穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0019] (實施例1)
[0020] 選取10*0. 4mm的不銹鋼鋼帶，先將其軋成U形，取金紅石金紅石33克；鐵粉24. 5 克；娃錳合金16. 5克；低碳錳鐵1. 5克；石英3. 8克；氧化鋁3. 2克；錯英砂4. 1克；氟化 鋁3. 4克；鈦鉀合金5. 0克；硼粉5. 0克。將前述各種組分混合均勻后加入U形不銹鋼帶槽 中，填充率為18 %，將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后經(jīng)拉拔、減