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一種堿性CO<sub>2</sub>氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲的制作方法

文檔序號(hào):3240574閱讀:174來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):一種堿性CO<sub>2</sub>氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域,特別地,涉及一種低合金耐熱鋼堿性藥芯焊絲。
背景技術(shù)
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展,低合金耐熱鋼越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電力、化工、石油、原子能、航空等高速發(fā)展或尖端行業(yè),這些行業(yè)設(shè)備上的許多構(gòu)件是在300°C以上的溫度下工作,有的構(gòu)件工作溫度更高達(dá)1200°C以上。對(duì)于耐熱鋼的焊接,目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的焊絲都是酸性耐熱鋼藥芯焊絲,由于焊縫金屬韌性較低,使其應(yīng)用范圍受到較大的限制。而堿性焊接材料主要以焊條為主,這樣就無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),嚴(yán)重地制約了生產(chǎn)效率的提高。另外,堿性焊材所焊接的產(chǎn)品,其焊縫金屬的力學(xué)性能較好,但焊接工藝性較差,還有待于進(jìn)一步完善提高。本項(xiàng)研究發(fā)明了一種具有良好的焊接工藝性能的550MPa級(jí)堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲,可進(jìn)行全位置焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲。該焊絲具有堿性渣系,可以進(jìn)行全位置焊接,適用于工作在520°C以下的高溫高壓管道、合成化工機(jī)械、石油裂化設(shè)備等的焊接。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲,它由藥芯和鋼制外皮組成,其特征在于,所述藥芯占焊絲總重量的14 16%,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 :25 40%, MgO :1 4%, CaCO3 :0· 4 O. 8%, NaF I 3%,Na2SiF6 I 3%,硅錳合金4· 5 20%,鈉冰晶石2 4%,長(zhǎng)石4 10%,特氟隆0. 2 O. 6%,鐵合金20 35%,純金屬粉末12 20%。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,所述鐵合金包括微碳鉻鐵、鑰鐵、鈦鐵和低碳錳鐵中的一種或多種,所述純金屬粉包括鎂粉和鐵粉中的一種或多種。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 25%,MgO 3. 4%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 8%, Na2SiF6 2. 8%,硅錳合金:20%,鈉冰晶石3%,長(zhǎng)石5%,微碳鉻鐵13%,鑰鐵4%,低碳錳鐵3%,特氟隆0. 4%,鎂粉3%,鐵粉14%。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 30%,MgO 2. 2%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 3%, Na2SiF6 2. 3%,硅錳合金15%,鈉冰晶石4%,長(zhǎng)石6%,微碳鉻鐵12. 5%,鑰鐵3. 5%,低碳錳鐵2%,,特氟隆0. 4%,鎂粉3%,鐵粉16%。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 35%,MgO :1. 5%, CaCO3 :0. 5%, NaF :1. 8%, Na2SiF6 :1. 8%,硅錳合金9%,鈉冰晶石2. 5%,長(zhǎng)石5. 5%,微碳鉻鐵12. 5%,鑰鐵4%,低碳錳鐵7. 5%,特氟隆0. 4%,鎂粉2. 5%,鐵粉15. 5%。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 40%,MgO :1. 5%, CaCO3 :0. 5%, NaF :1. 6%, Na2SiF6 :2%,硅錳合金4. 5%,鈉冰晶石2. 5%,長(zhǎng)石4. 5%,微碳鉻鐵12%,鑰鐵3. 5%,低碳錳鐵8. 5%,特氟隆0. 4%,鎂粉2. 5%,鐵粉16%。
如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,所述鋼制外皮采用低碳鋼鋼帶。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,所述鋼制外皮采用碳含量在O. 015 O. 034%,硅含量彡O. 028%,錳含量O. 18 O. 32%,硫含量彡O. 008%,磷含量彡O. 012%的低碳鋼鋼帶。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,所述鋼制外皮采用SPCC低碳鋼鋼帶,規(guī)格為
O.9mmX 13. 5mm (厚 X 寬)。如上所述的藥芯焊絲,優(yōu)選地,所述藥芯焊絲的直徑為1.2mm。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的堿性低合金耐熱鋼藥芯焊絲,采用純CO2作為保護(hù)氣體,具有優(yōu)良的焊接工藝性能,適合全位置焊接。焊縫熔渣覆蓋性好,脫渣容易,熔敷效率高,抗銹性好,焊縫成形美觀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲,其藥芯化學(xué)成分的設(shè)計(jì)如下TiO2,是主要的造渣劑和電弧穩(wěn)定劑,可改善焊縫的成型和脫渣,而且它還有使金屬以細(xì)霧狀過(guò)渡、減少飛濺的作用,是全位置焊接不可缺少的材料。鈦鐵礦中的鈦在折合成TiO2加入量少于25%時(shí)不能體現(xiàn)上述特性;加入量大于40%時(shí)則由于含氧量高,造成沖擊韌性降低,渣層變厚,影響氣體從熔池逸出,從而容易產(chǎn)生氣孔。因此TiO2加入量限定在25 40%。MgO,以鎂砂的形式加入,具有一定的穩(wěn)弧作用,并有造渣和調(diào)整熔渣熔點(diǎn)、粘度等作用。MgO的加入保證熔渣具有較高的堿度,因此可有效地降低焊縫金屬中S、P、O等雜質(zhì),從而提高焊縫金屬的力學(xué)性能。在本發(fā)明中,MgO的加入量在少于1%時(shí),基本不起作用;加入量超過(guò)4%時(shí),則易造成焊接熔渣覆蓋不好,且會(huì)造成飛濺。CaCO3,主要起到造氣和造渣的作用,也是脫硫物質(zhì)之一。當(dāng)CaCO3加入量少于O. 4%時(shí),焊絲脫硫作用不大;加入量超過(guò)O. 8%之后,將增加表面張力,粗化熔滴,降低焊接操作的工藝性能。氟化物,是電弧穩(wěn)定劑、去氫劑。氟化物的加入量少于2%時(shí),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%時(shí),電弧變長(zhǎng),煙塵和飛濺增大。硅錳合金,是主要脫氧劑,可降低焊縫金屬的氧含量。其加入量少于5%時(shí),脫氧變差,沖擊韌性變差;加入量超過(guò)20%,則強(qiáng)度過(guò)高,沖擊韌性降低,且會(huì)造成飛濺。鈉冰晶石,能夠穩(wěn)定電弧,降低飛濺。其加入量少于2%或多于4%,均會(huì)造成飛濺增加。長(zhǎng)石,主要包含有Si02、Al2O3和K2O,是造渣劑和電弧穩(wěn)定劑。長(zhǎng)石的加入量少于4%時(shí),電弧穩(wěn)定不足,電弧過(guò)于集中,立焊熔池外翻,電弧不穩(wěn)定;加入量大于10%時(shí),電弧變長(zhǎng),煙塵和飛濺增大,立焊容易出現(xiàn)鐵水下墜。為了保證焊絲熔敷金屬的力學(xué)性能,特別是強(qiáng)度和低溫韌性,本發(fā)明還在藥芯焊絲中加入了各種鐵合金,如微碳鉻鐵、鈦鐵,鑰鐵、低碳錳鐵等;還加入了純金屬鎂粉和鐵粉,主要作焊縫的脫氧劑和合金劑。藥芯焊絲的鋼制外皮采用低碳鋼,其化學(xué)成分見(jiàn)表I。
表I藥芯焊絲鋼制外皮的化學(xué)成分%
權(quán)利要求
1.一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲,它由藥芯和鋼制外皮組成,其特征在于,所述藥芯占焊絲總重量的14 16%,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 :25 40%, MgO :1 4%, CaCO3 :0· 4 O. 8%, NaF I 3%,Na2SiF6 I 3%,硅錳合金4· 5 20%,鈉冰晶石2 4%,長(zhǎng)石4 10%,特氟隆0. 2 O. 6%,鐵合金20 35%,純金屬粉末12 20%。
2.如權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述鐵合金包括微碳鉻鐵、鑰鐵、鈦鐵和低碳錳鐵中的一種或多種,所述純金屬粉包括鎂粉和鐵粉中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 25%, MgO 3. 4%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 8%, Na2SiF6 2. 8%,硅錳合金:20%,鈉冰晶石3%,長(zhǎng)石5%,微碳鉻鐵13%,鑰鐵4%,低碳錳鐵3%,特氟隆0. 4%,鎂粉3%,鐵粉14%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 30%, MgO 2. 2%, CaCO3 0. 6%, NaF 2. 3%, Na2SiF6 2. 3%,硅錳合金15%,鈉冰晶石4%,長(zhǎng)石6%,微碳鉻鐵12. 5%,鑰鐵3. 5%,低碳錳鐵2%,,特氟隆0. 4%,鎂粉3%,鐵粉16%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 35%, MgO 1. 5%, CaCO3 0. 5%, NaF 1. 8%, Na2SiF6 1. 8%,硅錳合金:9%,鈉冰晶石2.5%,長(zhǎng)石5. 5%,微碳鉻鐵12. 5%,鑰鐵4%,低碳錳鐵7. 5%,特氟隆0. 4%,鎂粉2. 5%,鐵粉15. 5%ο
6.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為=TiO2 40%, MgO 1. 5%, CaCO3 0. 5%, NaF 1. 6%, Na2SiF6 :2%,硅錳合金4. 5%,鈉冰晶石2.5%,長(zhǎng)石4. 5%,微碳鉻鐵12%,鑰鐵3. 5%,低碳錳鐵8. 5%,特氟隆0. 4%,鎂粉2. 5%,鐵粉16%。
7.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述鋼制外皮采用低碳鋼鋼帶。
8.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述鋼制外皮采用碳含量在O. 015 O. 034%,硅含量< O. 028%,錳含量O. 18 O. 32%,硫含量< O. 008%,磷含量(O. 012%的低碳鋼鋼帶。
9.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述鋼制外皮采用SPCC低碳鋼鋼帶,規(guī)格為O. 9mmX 13. 5mm (厚X寬)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述藥芯焊絲的直徑為1.2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種堿性CO2氣保護(hù)低合金耐熱鋼藥芯焊絲,它由藥芯和鋼制外皮組成,所述藥芯占焊絲總重量的14~16%,藥芯各組分占藥芯的重量百分比為T(mén)iO225~40%,MgO1~4%,CaCO30.4~0.8%,NaF1~3%,Na2SiF61~3%,硅錳合金4.5~20%,鈉冰晶石2~4%,長(zhǎng)石4~10%,特氟隆0.2~0.6%,鐵合金20~35%,純金屬粉末12~20%。本發(fā)明的堿性低合金耐熱鋼藥芯焊絲,采用純CO2作為保護(hù)氣體,具有優(yōu)良的焊接工藝性能,適合全位置焊接。焊縫熔渣覆蓋性好,脫渣容易,熔敷效率高,抗銹性好,焊縫成形美觀。
文檔編號(hào)B23K35/368GK103056549SQ20121055861
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者謝晉平, 趙海靜, 張莉, 張赫, 白波, 曾憲芳, 馬奎, 王鳳 申請(qǐng)人:中冶焊接科技有限公司, 中冶建筑研究總院有限公司
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