藥芯焊絲、其生產(chǎn)方法及用圖
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括外殼，所述外殼設(shè)有管腔，所述管腔容納有藥芯，其特征在于：所述制造外殼的不銹鋼為奧氏體不銹鋼。本發(fā)明提供一種與煉鎂還原罐材質(zhì)相近的CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲，所述焊絲具有較高的焊接效率，良好的操作性，而且電弧挺度好，飛濺小，可全位置焊接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
藥芯焊絲、其生產(chǎn)方法及用途
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種藥芯焊絲，尤其涉及一種用于焊接不銹鋼的藥芯焊絲，特別是一 種用于煉鎂還原罐的藥芯焊絲，其生產(chǎn)方法及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)制造領(lǐng)域，焊接是連接鋼鐵材料部件的一種基本手段。和手工電焊條以及 實(shí)心焊絲相比，藥芯焊絲具有工藝性能好和高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。藥芯焊絲廣泛地用于焊接由 各種鋼材料制成的部件。藥芯焊絲的焊接特性取決于外殼與藥芯的成分。
[0003] 但是，不同的鋼材料有不同的材料特性，適用于焊接一種鋼材料的藥芯焊絲不一 定適用于焊接另一種鋼材料。而且，相對(duì)于焊條和實(shí)心焊絲，藥芯焊絲制造工藝相對(duì)復(fù)雜。 特別是，藥芯焊絲藥芯中各種成分的粉劑混合必須均勻，粉劑的致密度高；否則，將會(huì)影響 藥芯焊絲的質(zhì)量。所以，相對(duì)于焊條和實(shí)心焊絲，藥芯焊絲制造對(duì)制造設(shè)備要求高，制造成 本也相對(duì)高。
[0004] 硅熱法煉鎂工藝所采用的還原罐材質(zhì)通常為不同的Cr、Ni含量及其他元素組成 的奧氏體合金鋼。其中一種典型的煉鎂還原罐所使用的材料，其成分的大致含量如下表所 不。
[0006] 煉鎂還原罐的一種焊接方法是采用A402或A407焊條焊接，或者采用與罐體材質(zhì) 相近的M407焊條進(jìn)行焊接。A402和A407焊條由于化學(xué)成分與罐體材質(zhì)不匹配，罐體焊接 后往往容易出現(xiàn)焊縫熱裂紋，使罐體失效。M407雖與罐體材質(zhì)相近，但焊條焊接效率低，耐 熱性較差，浪費(fèi)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種焊接效率高的藥芯焊絲。
[0008] -種藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括外殼，所述外殼設(shè)有管腔，所述管腔容納有藥 芯，其特征在于：所述制造外殼的不銹鋼為奧氏體不銹鋼。
[0009] 優(yōu)選地是，所述藥芯按照重量百分比含有：含有Si02的粉體2 % -10% ;鈦酸鉀 2% -8 % ;含有Ti02的粉體20% -35% ;錳粉5 % -15% ;鎳粉0-4% ;鋁鎂合金0-4% ;氟化 物 0-4% ;金屬鉻 35%-50% ;氮化鉻 0.5-4% ;Al2030-4% ;Zr020-4% ;Bi2030-2%。
[0010] 優(yōu)選地是，所述含有SiOj^粉體中Si02重量含量為90%以上。
[0011] 優(yōu)選地是，所述含有Si02的粉體為石英粉或SiO 2粉體。
[0012] 優(yōu)選地是，所述含有1102的粉體中Ti02重量含量為90%以上。
[0013] 優(yōu)選地是，所述含有Ti02的粉體為金紅石粉或Ti02粉。
[0014] 優(yōu)選地是，所述藥芯重量為藥芯焊絲重量的20%~35%。
[0015] 優(yōu)選地是，所述的奧氏體不銹鋼為304或304L不銹鋼。
[0016] 優(yōu)選地是，所述的氟化物選自LiF，MgF2, CaF2, Na3AlF6, K3A1F6, NaF中的一種或者 多種。
[0017] 優(yōu)選地是：所述藥芯焊絲用于焊接不銹鋼工件，所述不銹鋼工件為奧氏體不銹鋼 制成。
[0018] 優(yōu)選地是：所述藥芯焊絲用于焊接煉鎂還原罐。
[0019] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種焊接效率高的藥芯焊絲。
[0020] 一種藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括外殼，所述外殼設(shè)有管腔，所述管腔容納有 藥芯，其特征在于：所述藥芯按照重量百分比含有：含有Si0 2的粉體2% -10% ;鈦酸鉀 2% -8 % ;含有Ti02的粉體20% -35% ;錳粉5 % -15% ;鎳粉0-4% ;鋁鎂合金0-4% ;氟化 物 0-4% ;金屬鉻 35%-50% ;氮化鉻 0.5-4% ;Al2030-4% ;Zr020-4% ;Bi2030-2%。
[0021] 優(yōu)選地是，所述含有Si〇j^粉體中Si02重量含量為90%以上。
[0022] 優(yōu)選地是，所述含有Si02的粉體為石英粉或SiO 2粉體。
[0023] 優(yōu)選地是，所述含有1102的粉體中TiO 2重量含量為90%以上。
[0024] 優(yōu)選地是，所述含有Ti02的粉體為金紅石粉或TiO 2粉。
[0025] 優(yōu)選地是，所述藥芯重量為藥芯焊絲重量的20 %~35%。
[0026] 優(yōu)選地是，所述的奧氏體不銹鋼為304或304L不銹鋼。
[0027] 優(yōu)選地是，所述的氟化物選自LiF，MgF2, CaF2, Na3AlF6, K3A1F6, NaF中的一種或者 多種。
[0028] 優(yōu)選地是，所述制造外殼的不銹鋼為奧氏體不銹鋼。
[0029] 優(yōu)選地是，所述藥芯焊絲用于焊接不銹鋼工件，所述不銹鋼工件為奧氏體不銹鋼 制成。
[0030] 優(yōu)選地是，所述藥芯焊絲用于焊接煉鎂還原罐。
[0031] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種藥芯焊絲的生產(chǎn)方法，其特征在于：前述配比選 擇材料，采用拉伸成型的方法拉制藥芯焊絲。
[0032] 上述的鎳粉、鋁鎂合金、氟化物、氮化鉻、氧化鋁及氧化鋯，可以選擇其中一種或幾 種按照上述各自的百分含量加入藥芯中。
[0033] 優(yōu)選地是，采用電弧焊焊接不銹鋼。
[0034] 本發(fā)明提供一種與煉鎂還原罐材質(zhì)相近的C02氣體保護(hù)藥芯焊絲，所述焊絲具有 較高的焊接效率，良好的操作性，而且電弧挺度好，飛濺小，可全位置焊接。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為一種藥芯焊絲的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖2為本發(fā)明中的藥芯焊絲使用的不銹鋼的鋼帶示意圖。
[0037] 圖3為被加工成U型的不銹鋼鋼帶示意圖。
[0038] 圖4為U形的不銹鋼鋼帶槽口被合上后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖5為拉拔成形后的藥芯焊絲結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖6為本發(fā)明中的藥芯焊絲橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 由于具有良好的耐腐蝕性能，不銹鋼材料具有廣泛的應(yīng)用。能源、石油、化工、機(jī) 械、建筑裝修、食品機(jī)械、醫(yī)療器械等領(lǐng)域均大量使用不銹鋼材料。根據(jù)成分的不同，不銹 鋼分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼、及馬氏體不銹鋼。奧氏體不 銹鋼含鉻大于18%，另外還含有8%以上的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。鐵素體不銹鋼含鉻 12%~30%，不含有或僅含有微量的鎳。馬氏體不銹鋼中也不含有或僅含有微量的鎳。奧 氏體-鐵素體不銹鋼是由奧氏體和鐵素體組成的不銹鋼。不銹鋼的另一種分類(lèi)方法是按照 數(shù)字命名，如200系列、300系列、400系列。每一系列均包括多種細(xì)分不銹鋼。300系列主 要是奧氏體不銹鋼。400系列主要包括鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
[0042] 不銹鋼產(chǎn)品中，焊接是常用的不同零部件之間的連接方式。在上述各種應(yīng)用中，奧 氏體體不銹鋼工件的焊接是不可避免的，特別是汽車(chē)領(lǐng)域，壓力容器，熱交換器等等。焊接 是連接金屬最經(jīng)濟(jì)且效率最高的方法，比如煉鎂還原罐用到的耐熱鑄鋼工件，大量使用焊 接工藝。
[0043] 煉鎂還原罐的焊接通常都采用A402或A407焊條焊接，也有采用與罐體材質(zhì)相近 的M407焊條進(jìn)行焊接。A402和A407焊條由于化學(xué)成分與罐體材質(zhì)不匹配，罐體焊接后往 往容易出現(xiàn)焊縫熱裂紋，使罐體失效。M407雖與罐體材質(zhì)相近，但焊條焊接效率低，耐熱性 較差，浪費(fèi)較大。
[0044] 圖1為一種藥芯焊絲的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，藥芯焊絲60包括外殼33。外殼 33為管狀并設(shè)有管腔（圖中未示出）。管腔內(nèi)容納有藥芯31。藥芯31沿外殼33的軸向充 滿(mǎn)管腔。其生產(chǎn)方法為，將圖2所示的鋼帶13卷成如圖3所示的U型，形成U型槽14。將 藥芯放置于U型槽14內(nèi)，使U型槽14的開(kāi)口閉合，如圖4所示。然后再采用拉制機(jī)器拉伸 U型鋼帶13。拉伸次數(shù)一般為兩次。經(jīng)過(guò)拉伸后，制成圖5所示的藥芯焊絲。圖6是拉拔 后的焊絲1的橫截面示意圖，藥芯12被鋼帶11制成的外殼包裹在中部。其橫截面為搭接， 具有接縫15。
[0045] 焊接不同材料制成的工件時(shí)，外殼及藥芯的成分均需滿(mǎn)足一定的要求。如外殼材 料需要滿(mǎn)足拉伸性能要求，以達(dá)到制造容易的目的。對(duì)熔敷金屬的成分及性能要求，需要外 殼、藥芯或藥芯與外殼共同配合實(shí)現(xiàn)。如要求熔敷金屬達(dá)到防腐蝕的性能，則熔敷金屬中必 須含有13%以上的鉻才能滿(mǎn)足最基本的防腐蝕要求。
[0046] 焊劑中各成分的作用如下所述：
[0047] 含有Si02的粉體，是很好的造渣劑，能夠穩(wěn)定電弧，提高液態(tài)金屬的潤(rùn)濕性，使焊 道成形美觀。適量的Si0 2或石英粉可獲得良好脫渣性能。Si02或石英粉太少，其優(yōu)點(diǎn)不能 發(fā)揮；含量太高，則熔渣呈玻璃狀，脫渣性能惡化。使用石英粉，原料來(lái)源廣泛，獲取方便。
[0048] 鈦酸鉀，是良好的造渣劑和穩(wěn)弧劑。鈦酸鉀含量太少，穩(wěn)弧效果不明顯；含量過(guò)多， 則對(duì)焊縫金屬的塑性和韌性不利。
[0049] 含有Ti02的粉體，是本發(fā)明中焊劑的主要造渣劑和穩(wěn)弧劑，可以提高熔渣的流動(dòng) 性和脫渣性。Ti0 2或金紅石含量太少，則電弧穩(wěn)定性和脫渣性不好；TiO 2或金紅石含量過(guò) 多，則焊縫金屬塑性變差。使用金紅石，原料來(lái)源廣泛，獲取方便。
[0050] 錳粉，尤其是電解錳粉是合金劑和奧氏體形成元素，錳還可以在焊接冶金過(guò)程中 脫硫而防止焊接熱裂紋的產(chǎn)生。
[0051] 鎳粉，是奧氏體形成元素，可以提高耐熱鋼的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。
[0052] 鋁鎂合金，焊劑中加入鋁鎂合金主要起脫氧劑和穩(wěn)定電弧的作用。鋁鎂合金含量 太少，脫氧不足；含量太多，電弧穩(wěn)定性惡化。
[0053] 氟化物，氟化物可以LiF，MgF2, CaF2, Na3AlF6, K3A1F6, NaF等一種或者多種氟化物。 氟化物的加入可以降低熔渣的熔點(diǎn)和粘度，提高液態(tài)金屬的潤(rùn)濕性，同時(shí)還可以防止氣孔 和凹坑等焊接缺陷。氟化物含量太少，則其有益作用不明顯；含量太多，則熔滴增大，電弧穩(wěn) 定性變差，飛濺增多。
[0054] 金屬鉻，鉻可以提高焊縫金屬的高溫強(qiáng)度，耐腐蝕性能和抗高溫氧化性。為了保證 煉鎂還原罐在1200°C以下的抗高溫氧化性，焊縫金屬中的鉻含量應(yīng)控制在25%以上，則焊 劑中金屬鉻的含量應(yīng)控制在35-50 %，優(yōu)選40 % -50 %。
[0055] 氮化鉻，通過(guò)氮化鉻的形式向焊縫中過(guò)渡氮。氮是奧氏體形成元素，在奧氏體耐熱 鋼中，氮化物在晶界析出可以提高鋼的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。但是焊縫金屬中的氮含量 不宜超過(guò)0. 25%，否則會(huì)出現(xiàn)氣孔且降低韌性。
[0056] A1203，可以調(diào)節(jié)熔渣的熔點(diǎn)而不會(huì)改變?nèi)墼恼扯?，有利于焊絲的全位置焊接。 A1203的含量太少，則其作用不明顯；含量太高，則會(huì)惡化脫渣性能。
[0057] Zr02，可以改變?nèi)墼木€膨脹系數(shù)，提高熔渣的粘度。適量的Zr02可以提高脫渣 性，但是過(guò)量的Zr(Vl#使熔渣的粘度過(guò)高而惡化脫渣性。
[0058] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述：
[0059] 實(shí)施例
[0060] 本發(fā)明中的藥芯焊絲各實(shí)施例使用的外殼的成分及其性能如表1所示。
[0061] 表1:(重量百分含量）
[0063] 本發(fā)明的各實(shí)施例中的藥芯焊絲的藥芯配方如表2所示，實(shí)施例1-15外殼采用 304L不銹鋼；實(shí)施例16-21外殼采用304不銹鋼。實(shí)施例1-14含有Si0 2的粉體為石英粉， 3102重量含量90%以上；實(shí)施例15-21含有5102的粉體為510 2粉。實(shí)施例1-16含有1102 的粉體為金紅石粉，1102重量含量90%以上；實(shí)施例17-21含有1102的粉體為110 2粉。實(shí) 施例1-10中的氟化物為氟化鈉；實(shí)施例11-14中的氟化物為氟化鈣；實(shí)施例16-18中的氟 化物為MgF 2。實(shí)施例19-21中的氟化物為K3A1F6。
[0064] 表2:(重量百分含量）
[0067] 表3采用上述方法制造的藥芯焊絲的焊接煉鎂還原罐，其熔敷金屬成分如下表所 示：（wt % )
[0069] 表4采用上述方法制造的藥芯焊絲焊接煉鎂還原罐，其熔覆金屬機(jī)械性能如下表 所示：
[0070]
[0071]
[0072] 從表3和表4中的數(shù)據(jù)可以看出，使用本發(fā)明中的藥芯焊絲焊接煉鎂還原罐，其熔 敷金屬成分和機(jī)械性能與煉鎂還原罐的成分及機(jī)械性能相近，適于焊接煉鎂還原罐。
[0073] 表5焊接參數(shù)
[0074]
[0075] 采用表5的焊接參數(shù)進(jìn)行平焊和立焊，以測(cè)試焊絲的工藝性能。對(duì)于電弧能夠連 續(xù)燃燒，不出現(xiàn)斷弧，電弧不出現(xiàn)飄逸和閃動(dòng)，則評(píng)價(jià)為良好，反之則評(píng)價(jià)為差。對(duì)于飛濺的 評(píng)價(jià)，在焊接過(guò)程中以不出現(xiàn)大顆粒金屬爆出，且飛濺顆粒直徑小于2_，則評(píng)價(jià)為小，否則 評(píng)價(jià)為大。對(duì)于脫渣性的評(píng)價(jià)，以能自動(dòng)脫除或者以lkg的鐵錘從角焊縫試板背部敲擊能 夠全部脫除為良好，否則為差。對(duì)于熔渣覆蓋性的評(píng)價(jià)，以熔渣能夠完整且均勻的覆蓋于焊 道表面為良好，反之為差。對(duì)于焊縫成形的評(píng)價(jià)，以焊縫與工件過(guò)渡圓滑，焊縫成形平整，立 焊焊道沒(méi)有下墜為良好，反之為差。
[0076] 表6平焊工藝性


[0080]
[0081] 本發(fā)明中的實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制， 本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)上等同的替代，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括外殼，所述外殼設(shè)有管腔，所述管腔容納有藥芯， 其特征在于： 所述制造外殼的不銹鋼為奧氏體不銹鋼。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯按照重量百分比含有：含有 SiO2的粉體2 % -10% ;鈦酸鉀2 % -8 % ;含有TiO2的粉體20% -35% ;錳粉5 % -15% ;鎳 粉0-4% ;鋁鎂合金0-4% ;氟化物0-4% ;金屬鉻35% -50% ;氮化鉻0. 5-4% ;Al2030-4% ; Zr020-4% ;Bi2030-2%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有SiO 2的粉體中SiO 2重量含 量為90%以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有SiO 2的粉體為石英粉或 Si(Mt體。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有TiO 2的粉體中TiO 2重量含 量為90%以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有TiO 2的粉體為金紅石粉或 Ti O2 粉。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯重量為藥芯焊絲重量的 20%~35%。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述的奧氏體不銹鋼為304或304L 不銹鋼。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述的氟化物選自LiF，MgF2, CaF2, Na3AlF6, K3AlF6, NaF中的一種或者多種。10. 權(quán)利要求1-9之一所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯焊絲用于焊接不銹鋼工 件，所述不銹鋼工件為奧氏體不銹鋼制成。11. 權(quán)利要求1-9之一所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯焊絲用于焊接煉鎂還原 罐。12. -種藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括外殼，所述外殼設(shè)有管腔，所述管腔容納有藥芯， 其特征在于：所述藥芯按照重量百分比含有：含有SiO 2的粉體2% -10% ;鈦酸鉀2% -8% ; 含有TiO2的粉體20% -35% ;錳粉5 % -15% ;鎳粉0-4% ;鋁鎂合金0-4% ;氟化物0-4% ; 金屬鉻35%-50%;氮化鉻0.5-4%洫12030-4%;2抑 20-4%出"030-2%。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有SiO 2的粉體中SiO 2重量 含量為90%以上。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有SiO 2的粉體為石英粉或 Si(Mt體。15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有TiO 2的粉體中TiO 2重量 含量為90%以上。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述含有TiO 2的粉體為金紅石粉 或TiO2粉。17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯重量為藥芯焊絲重量的 20%~35%。18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述的奧氏體不銹鋼為304或 304L不銹鋼。19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述的氟化物選自LiF，MgF2, CaF2, Na3AlF6, K3AlF6, NaF中的一種或者多種。20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述制造外殼的不銹鋼為奧氏體 不銹鋼。21. 權(quán)利要求12-20之一所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯焊絲用于焊接不銹鋼 工件，所述不銹鋼工件為奧氏體不銹鋼制成。22. 權(quán)利要求12-20之一所述的藥芯焊絲，其特征在于：所述藥芯焊絲用于焊接煉鎂還 原罐。23. 藥芯焊絲的生產(chǎn)方法，其特征在于： 按照權(quán)利要求1至9或權(quán)利要求12至20之一所述選擇材料，采用拉伸成型的方法拉 制藥芯焊絲。
【文檔編號(hào)】B23K35/30GK105880867SQ201410448397
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年8月29日
【發(fā)明人】王小剛
【申請(qǐng)人】伊利諾斯工具制品有限公司