本發(fā)明涉及焊接制造領(lǐng)域，具體涉及一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著土地資源的開(kāi)發(fā)和利用，土地資源的稀缺推動(dòng)更多的高層建筑、橋梁和戶外鋼結(jié)構(gòu)等拔地而起，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能好，自重小，剛度大，施工速度快，應(yīng)用愈加廣泛。此類鋼結(jié)構(gòu)的接頭數(shù)量非常多，桿件也非常多，施工期間會(huì)應(yīng)用到各種厚板的復(fù)雜焊接工藝，尤其在高處焊接時(shí)，工藝上要求設(shè)備輕且穩(wěn)定性高，選用低氫型焊接材料，注意防風(fēng)等才能保證焊接質(zhì)量。自保護(hù)藥芯焊絲無(wú)需氣體保護(hù)，抗風(fēng)抗氣孔，適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠進(jìn)行復(fù)雜位置焊接，適合多層多道焊接以提高焊縫金屬性能，擴(kuò)散氫含量低，在惡劣的施工條件下焊接具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

2、自保護(hù)藥芯焊絲特殊的結(jié)構(gòu)決定其飛濺的產(chǎn)生機(jī)理與其它焊接材料差別較大，焊接過(guò)程中飛濺較嚴(yán)重。在焊接過(guò)程中，造氣劑存焊絲內(nèi)部產(chǎn)生氣體，使電弧內(nèi)部氣體壓力過(guò)大，將金屬熔滴推向外側(cè)，增大飛濺。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，飛濺率隨著藥芯中氟化物、氧化物和碳酸鹽的增多而增大，隨著脫氧劑的增多而減少，合金元素對(duì)飛濺幾乎沒(méi)有影響。

3、自保護(hù)藥芯利用造氣劑產(chǎn)生的氣體和金屬蒸發(fā)形成的蒸汽對(duì)焊縫形成保護(hù)，在環(huán)境惡劣情況下，容易保護(hù)不足導(dǎo)致氣孔，這也是自保護(hù)藥芯焊絲的常見(jiàn)缺陷。

4、現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中的抗氣孔和防風(fēng)的自保護(hù)藥芯焊絲，主要是通過(guò)增加藥粉中氟化物、碳酸鹽及al、mg等提升造氣保護(hù)能力，改進(jìn)脫氧脫氮效果，適應(yīng)戶外和惡劣環(huán)境使用。自保護(hù)藥芯焊絲由于添加大量的al元素，容易導(dǎo)致焊縫沖擊韌性不穩(wěn)定，極容易出現(xiàn)低值。

5、現(xiàn)有技術(shù)的高韌性自保護(hù)藥芯焊絲通過(guò)加入稀土元素控制夾雜物尺寸，提高低溫沖擊值。如一種氟化物、碳酸鹽造氣，鋁、鎂脫氧，稀土元素增加韌性的管線用自保護(hù)藥芯焊絲，-40℃沖擊達(dá)到200j以上，提高了對(duì)管線鋼焊接接頭韌性的控制。

6、或通過(guò)一種多種氟化物組合，添加稀土、鎳的自保護(hù)藥芯焊絲，通過(guò)低氟化鋰、氟化鉀等優(yōu)化電弧，減小飛濺，-40℃沖擊達(dá)到135j，得到一種綜合性能較好的自保護(hù)藥芯焊絲。

7、當(dāng)前，自保護(hù)藥芯焊絲在飛濺、脫渣、容易操作等方面還有不足，焊接工藝性能媲美金紅石型藥芯焊絲，力學(xué)性能穩(wěn)定的，且能夠焊接復(fù)雜位置的大規(guī)格自保護(hù)藥芯焊絲十分稀少，因此非常有必要發(fā)明一種各方面性能相當(dāng)于金紅石型的可靠的大直徑自保護(hù)藥芯焊絲，提供給未來(lái)廣闊的戶外工程領(lǐng)域。

8、已經(jīng)公開(kāi)的研究中尚無(wú)一種焊接工藝媲美金紅石型氣保護(hù)藥芯焊絲且不含氟化物的自保護(hù)藥芯焊絲。本發(fā)明通過(guò)創(chuàng)新性的研究出一種渣系，采用適當(dāng)?shù)闹苽浞椒?，得到一種適用復(fù)雜位置的自保護(hù)藥芯焊絲，在具有金紅石型相當(dāng)焊接操作性的同時(shí)，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，-30℃沖擊韌性良好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。

2、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有媲美金紅石型氣保護(hù)藥芯焊絲的焊接工藝，電弧柔和穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形良好表面光滑，脫渣良好，特別是不同焊接位置適應(yīng)性良好，焊縫金屬力學(xué)性能良好，-30℃沖擊韌性良好。

3、一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，包括碳鋼外皮和藥芯兩部分，所述藥芯當(dāng)中按質(zhì)量百分比計(jì)算，為如下組分：

4、電解錳0.5-1.5％；

5、鈦鐵0.5-1.5％；

6、硅鋯合金0.5-2.0％；

7、碳酸鋇0.5-1.5％；

8、碳酸鋰4.0-6.5％；

9、鋯英砂0.5-1.5％；

10、電熔鎂砂2.5-4.5％；

11、鋁鎂合金10-15％；

12、鋁粉10-15％；

13、燒結(jié)預(yù)制粉50-60％；

14、鐵粉余量，以上組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

15、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述藥芯占焊絲總質(zhì)量的比例，即填充率為22-25％。

16、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述碳鋼外皮為spcc材質(zhì)。

17、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述燒結(jié)預(yù)制粉為如下組分燒結(jié)預(yù)制而成：

18、碳酸鍶13-17％；

19、氧化亞鐵40-50％；

20、赤鐵礦15-20％；

21、微晶纖維素5-8％；

22、石英3-5％；

23、鉀水玻璃12-18％。

24、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述燒結(jié)預(yù)制為將除鉀水玻璃外的各組分混勻后分次加入鉀水玻璃后二次混勻，在500±10℃燒結(jié)保溫2小時(shí)，隨爐冷卻。燒結(jié)預(yù)制粉機(jī)械破碎，篩分取60-200目之間得到所述燒結(jié)預(yù)制粉。

25、一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

26、第一、預(yù)處理步驟，

27、將所述碳酸鋇，碳酸鍶，鋯英砂，電熔鎂砂進(jìn)行高溫烘焙；

28、第二、混合步驟，

29、將上一步的產(chǎn)物與其他藥芯組分比例混合后填充至碳鋼外皮內(nèi)。

30、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述高溫烘焙為500℃保溫2小時(shí)烘焙。

31、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述填充至碳鋼外皮為將鋼帶軋制成u型，利用加粉機(jī)將混合粉按照22-25％的比例填充，再將u型槽軋制合口成“o”型，經(jīng)過(guò)拉絲減徑將焊絲直徑拉拔到1.6-2.4mm，得到最終成品焊絲。

32、本發(fā)明的有益效果在于：

33、本發(fā)明具有媲美金紅石型氣保護(hù)藥芯焊絲的焊接工藝，電弧柔和穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形良好表面光滑，脫渣良好，特別是不同焊接位置適應(yīng)性良好，焊縫金屬力學(xué)性能良好，-30℃沖擊韌性良好。

技術(shù)特征：

1.一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，包括碳鋼外皮和藥芯兩部分，所述藥芯當(dāng)中按質(zhì)量百分比計(jì)算，為如下組分：

2.如權(quán)利要求1所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，所述藥芯占焊絲總質(zhì)量的比例，即填充率為22-25％。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，所述碳鋼外皮為spcc材質(zhì)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，所述燒結(jié)預(yù)制粉為如下組分燒結(jié)預(yù)制而成：

5.如權(quán)利要求4所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，所述燒結(jié)預(yù)制為將除鉀水玻璃外的各組分混勻后分次加入鉀水玻璃后二次混勻，在500±10℃燒結(jié)保溫2小時(shí)，隨爐冷卻。燒結(jié)預(yù)制粉機(jī)械破碎，篩分取60-200目之間得到所述燒結(jié)預(yù)制粉。

6.如權(quán)利要求1-5當(dāng)中任一項(xiàng)所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，所述高溫烘焙為500℃保溫2小時(shí)烘焙。

8.如權(quán)利要求6所述的一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，所述填充至碳鋼外皮為將鋼帶軋制成u型，利用加粉機(jī)將混合粉按照22-25％的比例填充，再將u型槽軋制合口成“o”型，經(jīng)過(guò)拉絲減徑將焊絲直徑拉拔到1.6-2.4mm，得到最終成品焊絲。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高層建筑用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于，包括碳鋼外皮和藥芯兩部分，所述藥芯當(dāng)中按質(zhì)量百分比計(jì)算，為如下組分：電解錳0.5?1.5％；鈦鐵0.5?1.5％；硅鋯合金0.5?2.0％；碳酸鋇0.5?1.5％；碳酸鋰4.0?6.5％；鋯英砂0.5?1.5％；電熔鎂砂2.5?4.5％；鋁鎂合金10?15％；鋁粉10?15％；燒結(jié)預(yù)制粉50?60％；鐵粉余量，以上組分的質(zhì)量百分比之和為100％。本發(fā)明具有媲美金紅石型氣保護(hù)藥芯焊絲的焊接工藝，電弧柔和穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形良好表面光滑，脫渣良好，特別是不同焊接位置適應(yīng)性良好，焊縫金屬力學(xué)性能良好，?30℃沖擊韌性良好。

技術(shù)研發(fā)人員：羅茜,陳振剛,姚衡,吳倫發(fā),俞華琴,王志堂,何斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海焊接器材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26