專利名稱：一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于焊接材料領域，特別涉及一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲。
背景技術：
隨著我國鐵路建設的快速發(fā)展，鋼軌現(xiàn)場焊接的工作量越來越大。需要開發(fā)采用 自保護藥芯焊絲，且具有良好抗風能力、焊接過程能夠?qū)崿F(xiàn)全自動閉環(huán)控制的窄間隙鋼軌 電弧焊接技術與裝備，以完全擺脫鋼軌電弧焊接對操作人員的技術依賴和將焊接時間有效 縮短至30分鐘左右，且焊接設備輕型可移動，從而使無縫線路鋼軌能獲得優(yōu)質(zhì)的電弧焊接 接頭，以進一步保障高速鐵路行車安全。在應用自保護藥芯焊絲并對焊接過程進行實時檢測和實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制的全自 動鋼軌窄間隙電弧焊接技術與裝備中，需要與其配套使用的自保護藥芯焊絲，但該種自保 護藥芯焊絲的研制目前在國內(nèi)外尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯 焊絲，該焊絲可連續(xù)送絲、不用氣體保護、抗風能力較強、焊接時間短、生產(chǎn)效率高、綜合成 本低、焊接質(zhì)量好且易于操作。本發(fā)明的技術方案一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以普通SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶 為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲 藥芯的配方由碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金、鐵 粉、高碳錳鐵、金屬鎳、金屬鉻、金屬鉬所構成，其重量百分比為氟化鈣10-15%、氟化鋇 10-15%、三氧化二鋁Al2O3 2-3%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金10-15%、鐵粉5-10%、 高碳錳鐵6-8%、金屬鎳10-13%、金屬鉻2-3%、金屬鉬1_2%，余量為碳酸鈣。本發(fā)明的配方分析在本發(fā)明中，碳酸鈣的主要作用是穩(wěn)弧、造渣和造氣，其含量影響到自保護藥芯焊 絲的工藝性，含量太低時，不易形成短渣，渣凝固太慢，不適合多道焊；含量太高時，則易產(chǎn) 生焊接氣孔，通常的含量選擇30 % 40 %為宜。CaF2具有強烈稀渣作用，其含量如低于10%，則稀渣能力不足；如含量超過15%， 自保護藥芯焊絲電弧穩(wěn)定性下降。BaF2S要在焊接時可以支持很短的電弧，這有兩個優(yōu)點 一是在某一給定焊接電流下可降低電弧能量和焊絲燃燒速度，使操作者可以更好地控制熔 池；二是電弧電壓低、電弧短，這樣就減少了自保護藥芯焊絲焊接時熔滴吸收的氮。三氧化二鋁的主要作用是調(diào)節(jié)熔渣熔點和凝固溫度，其含量在2-3%。鋁鎂合金是 自保護藥芯焊絲中常用的一種物質(zhì)，其中的鋁、鎂屬于強脫氧劑和脫氮劑，如少于10%時， 則易產(chǎn)生焊接氣孔，如高于15%，則會使沖擊韌性大幅度下降，其含量在10-15%。鐵粉主 要用于調(diào)節(jié)工藝性，保證電弧穩(wěn)定性，并可提高焊接效率，在本發(fā)明中含量為5-10%。高碳錳鐵作為脫氧劑和合金劑使用，在本發(fā)明中其含量為6-8 %。金屬鎳有利于提高焊縫的力學性能，特別是可以改善低溫韌性，在本發(fā)明中，為保 證焊接性能，其含量在10-13 %，含量過高則增加制造成本。金屬鉻作為合金劑使用，在本發(fā) 明中其含量為2-3%。金屬鉬作為合金劑使用，在本發(fā)明中其含量為1-2%鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲的使用特點是在鋼軌全斷面一次性連續(xù) 完成全部自動焊接過程，要求焊絲電弧穩(wěn)定、熔渣粘度不要太稠、且渣少，易連續(xù)多道焊接、 不流鐵水、焊縫成形好、焊接飛濺小、抗氣孔能力強和焊接時間短，為此，熔滴要呈噴射狀過 渡，電弧穿透力要大，焊接藥芯的熔化溫度、熔渣的凝固溫度、表面張力均應適當。同時，適 當通過藥芯過渡合金元素，以保證焊縫的強度、韌性、塑性、硬度等。本發(fā)明的優(yōu)點是1、鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲可連續(xù)送絲、不用氣 體保護、抗風能力較強、生產(chǎn)效率高、綜合成本低、焊接質(zhì)量好、易于焊工操作；2、具有優(yōu)良 的工藝操作性能和力學性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小、操作性好且成形美觀；3、可有效縮短焊接 時間至30分鐘之內(nèi)。
具體實施例方式實施例1 一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼 鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造， 焊絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣36%、氟化鈣12%、氟化鋇13%、三氧化二鋁2%、質(zhì) 量百分比為1 1的鋁鎂合金10%、鐵粉8%、高碳錳鐵6%、金屬鎳10%、金屬鉻2%、金屬 鉬1%。由此配方制作的鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學性能檢 測為Rm 830(N/mm2),A 8%，KU2常溫23J、25J、30J。該焊絲用于鋼軌窄間隙電弧焊接的實 踐表明，工藝性能及使用效果良好。實施例2:一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼 鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造， 焊絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣34%、氟化鈣11%、氟化鋇10%、三氧化二鋁2%、質(zhì) 量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉9%、高碳錳鐵7%、金屬鎳11.5%、金屬鉻2.5%、 金屬鉬1%。由此配方制作的鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學性 能檢測為Rm845(N/mm2)，A10%, KU2常溫34J、36J、40J。該焊絲用于鋼軌窄間隙電弧焊接 的實踐表明，工藝性能及使用效果良好。實施例3:一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以采用普通市售的SPCC-SD冷軋低 碳鋼鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制 造，焊絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣32%、氟化鈣10%、氟化鋇12%、三氧化二鋁3%、 質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉8%、高碳錳鐵7%、金屬鎳12%、金屬鉻3%、金 屬鉬1%。由此配方制作的鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學性能 檢測為Rm865(N/mm2)，A13%, KU2常溫60J、58J、65J。該焊絲用于鋼軌窄間隙電弧焊接的 實踐表明，工藝性能及使用效果良好。
權利要求
一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以普通SPCC SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，其特征在于焊絲藥芯的配方由碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、質(zhì)量百分比為1∶1的鋁鎂合金、鐵粉、高碳錳鐵、金屬鎳、金屬鉻、金屬鉬所構成，其重量百分比為氟化鈣10 15％、氟化鋇10 15％、三氧化二鋁Al2O3 2 3％、質(zhì)量百分比為1∶1的鋁鎂合金10 15％、鐵粉5 10％、高碳錳鐵6 8％、金屬鎳10 13％、金屬鉻2 3％、金屬鉬1 2％，余量為碳酸鈣。
2.根據(jù)權利要求1所述鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，其特征在于所述焊 絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣36%、氟化鈣12%、氟化鋇13%、三氧化二鋁2%、質(zhì)量 百分比為1 1的鋁鎂合金10%、鐵粉8%、高碳錳鐵6%、金屬鎳10%、金屬鉻2%、金屬鉬 1%。
3.根據(jù)權利要求1所述鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，其特征在于所述焊 絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣34%、氟化鈣11%、氟化鋇10%、三氧化二鋁2%、質(zhì)量 百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉9%、高碳錳鐵7%、金屬鎳11.5%、金屬鉻2.5%、金 屬鉬1%。
4.根據(jù)權利要求1所述鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，其特征在于所述焊 絲藥芯的重量百分比配方為碳酸鈣32%、氟化鈣10%、氟化鋇12%、三氧化二鋁3%、質(zhì)量 百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉8%、高碳錳鐵7%、金屬鎳12%、金屬鉻3%、金屬鉬1%。
全文摘要
一種鋼軌窄間隙電弧焊接的自保護藥芯焊絲，以冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥芯的配方由碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、鋁鎂合金、鐵粉、高碳錳鐵、金屬鎳、金屬鉻、金屬鉬構成，其重量百分比為氟化鈣10-15％、氟化鋇10-15％、三氧化二鋁Al2O3 2-3％、鋁鎂合金10-15％、鐵粉5-10％、高碳錳鐵6-8％、金屬鎳10-13％、金屬鉻2-3％、金屬鉬1-2％，余量為碳酸鈣。本發(fā)明的優(yōu)點是該焊絲可連續(xù)送絲、不用氣體保護、成本低、焊接質(zhì)量好、易于操作；具有優(yōu)良的工藝和力學性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小且成形美觀；可縮短焊接時間至30分鐘之內(nèi)。
文檔編號B23K35/368GK101913038SQ20101026225
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權日2010年8月25日
發(fā)明者侯杰昌 申請人:天津市永昌焊絲有限公司