專利名稱：一種金屬芯型藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體保護(hù)焊的金屬焊接材料領(lǐng)域，本焊絲適合于焊接橋梁，船舶，壓力容器和工程機(jī)械等鋼結(jié)構(gòu)。
目前，市場上大量生產(chǎn)和使用的藥芯焊絲，按藥芯組成分類，大體可分為TiO2型藥芯焊絲，CaO-TiO2型藥芯焊絲和金屬粉型藥芯焊絲。金屬粉型藥芯焊絲，與其它藥芯焊絲相比，①具有熔敷效率高，可以明顯提高生產(chǎn)效率；②渣量少的，可以不用清渣連續(xù)進(jìn)行多層施焊。因此，深受用戶歡迎。
但，以往金屬芯型藥芯焊絲也存在明顯的不足之處，與TiO2型藥芯焊絲相比，具有①飛濺較大，②成型不夠理想的缺點(diǎn)。其中，尤其是飛濺大的缺點(diǎn)，常常影響到焊絲的推廣應(yīng)用。
為了克服焊接飛濺大的缺點(diǎn)，人們進(jìn)行了許多研究和改進(jìn)。歸納過去減小飛濺的措施，如日本公開專利平3-275295和公開專利平4-274895等提出的那樣，主要有①限制焊絲的含C量，②控制填加穩(wěn)弧劑的種類和含量，常用有K、Na等，③控制藥芯分布的均勻性等。其中以第②項(xiàng)措施效果最為明顯。在上述的專利中也以K、Na為主要穩(wěn)弧劑，但它未給出K/Na的比值，同時降低飛濺并不理想。
本發(fā)明的目的在于提供一種電弧穩(wěn)定，飛濺少，工藝性能優(yōu)良的金屬芯型藥芯焊絲。
為了減少焊接飛濺，我們對常用的穩(wěn)弧劑K、Na進(jìn)行了全面實(shí)驗(yàn)，飛濺程度隨K/Na變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成圖1所示的曲線。當(dāng)K、Na在單獨(dú)加入藥芯焊絲時，可以起到穩(wěn)定電弧，減少飛濺的作用，這已經(jīng)為許多實(shí)驗(yàn)所證明。當(dāng)它們同時加入時，如圖1所示實(shí)驗(yàn)曲線，由于它們的交互作用，K/Na在某一比例0.4-3.0，特別是0.8-2.0時，曲線出現(xiàn)最小值，飛濺減小到最小。基于此，提出了一種的金屬芯型藥芯焊絲。
基于上述，本發(fā)明焊絲包括金屬外皮和藥芯，其組成(重量％)為金屬外皮70-90％，藥芯10-30％，其特征在于所述藥芯的具體化學(xué)成分(重量％)為K0.3-3，Na0.2-2，其中K/Na0.4-3.0，Si2.5-8，Mn5-15，Al+Mg+Ti0.5-5，F(xiàn)e60-90，TiO20.5-5，SiO2+Al2O3+MnO0.5-5。
上述藥芯中最佳K/Na為0.8-2.0。
現(xiàn)將本發(fā)明焊絲化學(xué)成分的設(shè)計(jì)依據(jù)敘述如下K、Na是三要穩(wěn)弧劑，含量適當(dāng)時可明顯減少飛濺。當(dāng)K、Na分別低于藥芯重量的0.3％和0.2％時，減少飛濺的作用不明顯。當(dāng)K、Na分別高于藥芯重量的3％和2％時，由于電弧過長，飛濺也會增加。
K/Na比例在一定范圍時，由于它們的交互作用，如實(shí)驗(yàn)曲線圖1所示，減少飛濺的作用最為明顯，當(dāng)K/Na為0.4-3.0，特別是0.8-2.0時，可以將飛濺減少到最小。K、Na的原料可用K2CO3，K2SiF6，K2Ti4O9K2SiO3NaFNa2SiF6Na2AlF6Na2CO3Na2SiO3等。
Si、Mn是主要脫氧劑，降低焊縫中的氧含量，改善焊縫的韌性。同時Mn也是主要合金元素，確保焊縫具有高的強(qiáng)度和韌性。當(dāng)Si、Mn含量過高時，對焊縫的韌性不利。
Al、Mg、Ti屬于強(qiáng)脫氧劑，對于降低焊縫的氧含量起重要作用。同時也有利于穩(wěn)定電弧和減少飛濺。當(dāng)它們含量過高時，會增加電弧的挺度，不利于減少飛濺，同時，由于在焊縫中殘存含量過高，也不利于焊縫的韌性。
Fe粉是構(gòu)成藥芯的主要成分，可大幅度提高焊絲的熔敷效率。
TiO2屬于造渣劑，有利于焊縫的成型，有利于焊縫的韌性，同時也有利于穩(wěn)弧和減少飛濺。
SiO2、Al2O3、MnO屬于造渣劑，用于調(diào)節(jié)熔渣的熔點(diǎn)和粘度，改善焊縫的成型。
本發(fā)明藥芯焊絲，制造方法不限，可以采用卷曲方法制造，也可以采用無縫管裝藥方法制造。焊絲的外皮采用低碳鋼，成分原則上不限，但從降低飛濺和便于拉撥制造，以C含量少于0.05％為宜。
本發(fā)明藥芯焊絲，適合于CO2保護(hù)下焊接碳鋼和490MPa級高強(qiáng)度鋼。
本發(fā)明藥芯焊絲與現(xiàn)有金屬芯型藥芯焊絲相比，具有電弧穩(wěn)定，飛濺少的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是金屬芯型藥芯焊絲中K/Na對飛濺程度影響的曲線圖。
圖1中，橫坐標(biāo)X為K/Na，縱坐標(biāo)y為金屬飛濺率(g/min)。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明藥芯焊絲的組成范圍，制成三批藥芯焊絲，其藥芯成分如表1。采用鋼帶卷曲的方法制造。鋼帶的成分(重量％)C 0.02，Si 0.01，Mn 0.30，P 0.013，S 0.010，余為Fe。藥粉填充率(即藥粉占焊絲重量百分比)18％。卷制并最終拉拔成直徑1.2mm的成品焊絲。
焊接實(shí)驗(yàn)中，采用Q235C鋼板，20mm，制成120×300mm的試板，表面去除銹污。采用DC(-)極性，250A，28V，焊速mm/min，CO2，201/min，桿伸長20mm，測量飛濺。用同樣焊接規(guī)范堆焊熔敷金屬試板，檢測拉伸強(qiáng)度和沖擊功，結(jié)果列入表2。
表1實(shí)施例焊絲的藥芯成分(重量％)

表2實(shí)施例焊絲焊接飛濺率和焊縫的性能

權(quán)利要求
1.一種金屬芯型藥芯焊絲，包括金屬外皮和藥芯，其組成(重量％)為金屬外皮70-90％，藥芯10-30％，其特征在于所述藥芯的具體化學(xué)成分(重量％)為K0.3-3，Na0.2-2，其中K/Na0.4-3.0，Si2.5-8，Mn5-15，Al+Mg+Ti0.5-5，F(xiàn)e60-90，TiO20.5-5，SiO2+Al2O3+MnO0.5-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲，其特征在于所述藥芯中最佳K/Na0.8-2.0。
全文摘要
本發(fā)明焊絲是一種CO
文檔編號B23K35/368GK1249980SQ9911971
公開日2000年4月12日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者王祿田, 梁東圖, 佟淑瑛, 潘川 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院, 北京鋼廉焊接材料有限公司