專利名稱：全位置堿性氣體保護藥芯焊絲的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種堿性渣系藥芯焊絲，尤其涉及ー種全位置堿性氣體保護藥芯焊絲。
背景技術：
眾所周知，在藥芯焊絲里面，可以全位置焊接的焊絲都采用金紅石渣系，這一點與焊條相反。在藥芯焊絲當中，金紅石渣系具有短渣的特點，全位置焊接性能優(yōu)良。且成形美觀，脫渣容易，飛濺小。而堿性渣系的藥芯焊絲盡管力學性能都很優(yōu)良，但渣卻是長渣，全位置操作很困難。因此人們傾向于采用金紅石渣系，在其基礎上提高力學性能。但是，金紅石渣系的焊絲有其弱點，由于金紅石渣系的Ti02向熔敷金屬里面過渡Ti，導致低溫沖擊韌性下降。此外，金紅石系的焊絲在焊接大剛性構件時，較堿性渣系焊絲易于出現(xiàn)冷、熱裂紋。因 此，有必要在堿性渣系的基礎上，保持其優(yōu)良的抗裂性和沖擊韌性，研發(fā)ー種具有較好的全位置焊接性能的氣體保護藥芯焊絲。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上技術問題，本發(fā)明提供一種沖擊韌性和抗裂性都強的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，適合于CO2或者C02+Ar保護的氣體保護焊藥芯焊絲，該藥芯焊絲是用SPCC鋼帶或近似的低碳鋼帶包裹特定組分比例的藥芯經(jīng)拉拔而成。該焊絲的藥芯重量占焊絲重量的14 20%，其中造渣劑占8 15%，造渣劑中Ca0、Mg0等堿性氧化物和氟化物的重量百分比為0. 5 I. 5%。造渣劑中堿性氧化物為Ca0、Mg0、K20和Na2O，堿性氧化物的含量之和為3 6%，其中CaO的含量為2 5%，可以以大理石、云母及水玻璃等形式加入藥芯中。造渣劑中含有螢石、LiF2、SrF2和BaF2等多種氟化物，其含量之和為4 8%，其中螢石含量為2 5%,SrF2含量為I 3%。焊絲藥芯中加入0. 3 0. 8%的水玻璃作為粘結劑和穩(wěn)弧劑。焊絲的藥芯中礦物質(zhì)部分經(jīng)過700 900°C的燒結處理。焊絲中鋁鎂合金的含量為
0.I 0. 3%，錳的含量為I. I I. 8%，硅的含量為0. 5 I. 0%。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明采用以上的堿性渣系，以取代以金紅石為主的渣系，達到全位置焊接的目的，浄化焊縫金屬，降低其氫、氧含量，取得優(yōu)異的沖擊韌性和抗裂性。利用堿性渣系的除硫能力，進ー步?jīng)坊缚p金屬，提高抗裂性。本發(fā)明的ー個獨特之處是藥芯中的礦物質(zhì)經(jīng)過700 900 V的燒結處理。經(jīng)處理后的焊絲焊接飛濺減小，全位置焊接性能提高。主要用于結構鋼，適合于CO2或者C02+Ar保護。但對此渣系稍做調(diào)整，也可以用于堆焊焊絲的的制作，以達到保護合金過渡，降低熔敷金屬雜質(zhì)的目的。本發(fā)明的藥芯包括造渣劑、穩(wěn)弧劑、脫氧劑，另外也加入一定量的合金劑和鐵粉。以上藥芯按一定比例混合均勻后加入焊絲。藥粉占焊絲總重量的14 20%，此處定義為填充率，填充率會影響焊接效果，過高則焊絲拉拔困難，過低則不能加入足量的成分。其中藥粉中造渣劑的組成主要為Ca0，Mg0和螢石，Ca0，Mg0可以碳酸鹽的形式加入，比如CaCO3,MgCO3，或者含有該碳酸鹽的礦物如大理石、云母等。CaO的含量為3 6%。研究表明，合適的CaO含量為焊絲重量的3 6%，CaO含量超過6%則熔渣熔點過高，容易造成夾渣，且脫渣困難。含量過低時，則由于熔渣熔點低，熔渣變長，鐵水流動性過稀，則全位置焊接困難。MgO的含量小于2%，MgO可以調(diào)整熔渣的熔點和黏度。另ー主要的造渣劑為螢石，其主要成分為CaF2。螢石的含量為3 6%。由于螢石熔點低，過多的螢石將導致熔渣不能及時凝固，全位置焊接困難，因此螢石的含量必須控制在6%以下。但是，在加入螢石的時候，需要考慮CaO，MgO的含量。使CaO，MgO含量之和與螢石和其它氟化物的含量的比值控制在
0.5 1.5%。在此范圍內(nèi)的熔渣具有合適的熔點，黏度，可以滿足全位置焊接的需要。氟化物中除螢石外，還加入LiF2, SrF2,BaF2以及氟硅酸鈉中的ー種或幾種。研究表明，加入多種氟化物比単獨加入螢石全位置焊接性能更好。其中LiF2可以提高立焊操作性能。但含量過多時將導致煙塵増大，脫渣不良。其合適的含量為2%以下。SrF2和BaF2具有改善熔滴過渡的作用，其合適的含量為I 3%。氟硅酸鈉具有造渣的作用，可以改善脫渣性能，其合適含量為0. 5 I. 5%。該焊絲的造渣劑在燒結時加入0. 3 0. 8%的水玻璃，水玻璃有助于造渣劑的造粒，使藥粉均勻，且?guī)椭路?。本焊絲中穩(wěn)弧劑有K2O, Na2O和鋁鎂合金。加入這些成分使電弧穩(wěn)定，熔滴過渡平穩(wěn)。K2O,NaO來源于水玻璃，其含量均為0. I 0. 5%。 鋁鎂合金的含量為0. I 0.3%，過多時將導致煙塵増大，脫渣困難。本焊絲中的合金劑為Mn，Si，Ni等，合金劑加入是為了使熔敷金屬具備一定的強度和韌性。研究表明，此堿性渣系焊絲中的Mn含量應控制在I. I I. 8% ,Si含量應控制在0. 5 I. 0%，在此范圍的熔敷金屬具有理想的強度和韌性。強度可以達到500MPa以上，(TC沖擊值可達150J。若需要進ー步提高低溫沖擊韌性，加入0.5 1.0%的Ni，可以使沖擊值進ー步提高。以上合金劑同時也起到脫氧劑的作用。本發(fā)明藥芯中的礦物質(zhì)經(jīng)過高溫燒結。去除其中包含的結晶水，同時使碳酸鹽分解，避免碳酸鹽在焊接過程中分解爆破造成過多的飛濺。經(jīng)過處理的焊絲焊接時飛濺較小，電弧燃燒穩(wěn)定。
具體實施例方式本發(fā)明是ー種堿性渣系的藥芯焊絲，該焊絲外面用SPCC或性能相近的低炭鋼帶包裹，截面形狀為0形對接或搭接。將鋼帶卷成半圓形，然后加入具有特定配比的粉末混合物，然后封ロ再經(jīng)過拉拔減徑到I. 2毫米。藥芯包括造渣劑、穩(wěn)弧劑、脫氧劑，另外也加入一定量的合金劑和鐵粉組成。以上藥芯按一定比例混合均勻后加入焊絲，以下列出幾個典型配方，相應填充率為20%。
12 \f r r r"!水!" I I r I
方 CaO MgO CaF2 LiF2 SrF2 Na3SiF6 玻 BaF2 Mn-Fe Si-Fe AlMg Fe
立___；____m______
Fl153_ 12_2.52 32 — 8_5_0.547
F2162102.533 0.5 8 50.549.5
F325210_ 2.532 8 50.542
F4153222.5 __3__2___ 8 50.539試驗表明，F(xiàn)l和F2的全位置焊接性能較好，而F3和F4不能進行全位置焊接。Fl和F2的力學性能如下；
權利要求
1.ー種全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于適合于CO2或者C02+Ar保護的氣體保護焊藥芯焊絲，該藥芯焊絲是用SPCC鋼帶或近似的低碳鋼帶包裹特定組分比例的藥芯經(jīng)拉拔而成。
2.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于該焊絲的藥芯重量占焊絲重量的14 20%，其中造渣劑占8 15%，造渣劑中Ca0、Mg0等堿性氧化物和氟化物的重量百分比為0. 5 I. 5%。
3.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于造渣劑中堿性氧化物為CaO、Mg0、K20和Na2O，堿性氧化物的含量之和為3 6%，其中CaO的含量為2 .5%，以大理石、云母及水玻璃等形式加入藥芯中。
4.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于造渣劑中含有螢石、LiF2, SrF2和BaF2等多種氟化物，其含量之和為4 8%，其中螢石含量為2 5%，SrF2含量為I 3%。
5.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于焊絲藥芯中加入0. 3 0. 8%的水玻璃作為粘結劑和穩(wěn)弧劑。
6.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于焊絲的藥芯中礦物質(zhì)部分經(jīng)過700 900°C的燒結處理。
7.按照權利要求I所述的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，其特征在于焊絲中鋁鎂合金的含量為0. I 0. 3%，錳的含量為I. I 1.8%，硅的含量為0. 5 1.0%。
全文摘要
本發(fā)明是一種沖擊韌性和抗裂性都強的全位置堿性氣體保護藥芯焊絲，適合于CO2或者CO2+Ar保護的氣體保護焊藥芯焊絲，該藥芯焊絲是用SPCC鋼帶或近似的低碳鋼帶包裹特定組分比例的藥芯經(jīng)拉拔而成。采用以上的堿性渣系，可以凈化焊縫金屬，降低其氫、氧含量，取得優(yōu)異的沖擊韌性和抗裂性。利用堿性渣系的除硫能力，進一步凈化焊縫金屬，提高抗裂性。
文檔編號B23K9/16GK102785041SQ201110127138
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者陳澤榮, 雷萬鈞 申請人:天津雷公焊接材料有限公司