專利名稱：：高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲。由于高強度低合金鋼不僅有很高的強度，而且有良好的低溫沖擊韌性，所以廣泛用于機(jī)械工程結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。目前與高強度低合金鋼相配套的焊接材料主要為焊條、埋弧自動焊絲和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實芯焊絲。用焊條進(jìn)行焊接生產(chǎn)時，焊條焊前要烘干，且不能實現(xiàn)自動化焊接生產(chǎn)，因而生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。盡管埋弧自動焊絲、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)實芯焊絲可能實現(xiàn)自動化焊接生產(chǎn)，但埋弧自動焊只適宜焊接坡度不大于30°的長焊縫焊接，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)實芯焊絲焊接飛濺較大，焊縫金屬成型較差，同時實芯焊絲化學(xué)成分調(diào)配困難。此外，高強度低合金鋼對焊縫金屬的低溫沖擊韌性有很高的要求，特別是抗拉強度不低于650MPa的高強度低合金鋼，一般要求-20℃的V型缺口沖擊值不低于47焦耳。普通的焊條、埋弧自動焊絲和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)實芯焊絲等焊接材料的焊縫金屬較難達(dá)到上述基本要求。藥芯焊絲聚焊條、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)實芯焊絲的優(yōu)點于一身，其生產(chǎn)效率高、焊接工藝性能好、焊縫金屬低溫沖擊韌性高，是高強度低合金鋼的最佳配套焊接材料。盡管目前國內(nèi)外有些焊接材料生產(chǎn)廠家進(jìn)行藥芯焊絲生產(chǎn)，但其主要生產(chǎn)焊縫金屬抗拉強度不高于500MPa的酸性藥芯焊絲，雖然酸性藥芯焊絲焊接工藝性能好，但其焊縫金屬含有較多非金屬夾雜物，造成焊縫金屬低溫沖擊韌性較低。本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，發(fā)明一種能克服焊條、埋弧自動焊焊絲和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實芯焊絲的缺點，其滿足抗拉強度不低于650MPa的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲。本發(fā)明所說的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲的藥芯粉由合金粉與礦物粉混合而成，各礦物粉、合金粉的配方比例如下表表1高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲藥芯粉成份配方</tables>為了保證本發(fā)明所說的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲有良好的焊接工藝性能，焊縫金屬有低的擴(kuò)散氫含量、良好的抗冷裂性能和高的低溫沖擊韌性值，選用由螢石(CaF2)、鎂砂(MgO)和金紅石(TiO2)組成的堿性渣系，即CaF2-MgO-TiO2渣系。本發(fā)明所說的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲為一種高科技新型焊接材料，具有生產(chǎn)效率高、綜合成本低、焊接工藝性能優(yōu)良、適宜于自動化焊接生產(chǎn)的特點?？捎米鳛榇?、海洋鉆井臺、橋梁、高層建筑、高壓蒸汽管道等高強度低合金鋼焊接材料。本發(fā)明所說的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲具有以下特點1.焊接厚度低于40mm的高強度低合金鋼板，不需要焊前預(yù)熱和焊后熱處理。2.焊縫金屬擴(kuò)散氫含量用甘油法測量不高于3.0ml/100g，抗冷裂紋性能良好。3.焊絲的焊接工藝性能良好，焊接飛濺小，焊縫金屬脫渣性和焊縫金屬成型良好，焊接電弧穩(wěn)定。4.焊縫金屬的低溫沖擊韌性值高，-20℃時的卻貝沖擊值不低于85焦耳。5.焊縫金屬的抗拉強度不低于650MPa、延伸率δ5不低于18％、斷面收縮率ψ不低于50％。以下進(jìn)一步說明本發(fā)明所說的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲所具有的焊接工藝性能和焊縫金屬的力學(xué)性能。焊接工藝性能螢石(CaF2)是影響高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲焊接工藝性能的重要礦物粉，調(diào)整藥芯焊絲藥芯粉中氟化物的比例，能顯著提高焊接電弧的穩(wěn)定性，減少焊接飛濺。金紅石(TiO2)與鎂砂(MgO)、螢石(CaF2)適宜配比，使熔渣的沾度、堿度達(dá)到最佳狀態(tài)，保證堿性藥芯焊絲的熔渣有良好的流動性、覆蓋性和脫渣性，從而使藥芯焊絲有良好的焊接工藝性能。焊縫金屬的力學(xué)性能為了保證焊縫金屬的力學(xué)性能，采用錳(Mn)、鉬(Mo)的固溶強化，在藥芯焊絲藥芯粉中加入適量的鎳(Ni)，形成Mn-Mo-Ni合金化焊縫金屬，使得焊縫金屬中含有大量的針狀鐵素體，少量的貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體，保證焊縫金屬抗拉強度不低于650MPa，-20℃的低溫沖擊韌性不低于85焦耳。發(fā)明的高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能如下表2熔敷金屬的化學(xué)成分W，％<>表3熔敷金屬的力學(xué)性能<以下給出高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲的實施方式1).藥芯粉由合金粉與礦物粉混合而成，將合金粉與礦物粉進(jìn)行反復(fù)攪拌、均勻化，進(jìn)行藥芯焊絲生產(chǎn)，各合金粉與礦物粉的配方比例為金紅石10～40％；鉀長石1～7％；鈦酸鉀0～8％；鎂砂3～26％；氟硅酸鈉3～28％；螢石2～30％；氟化物稀土1～9％；大理石0～8％；冰晶石0～11％；硼鐵0～6％；硅鈣合金1～10％；鋁鎂合金0～16％；金屬錳1～26％；金屬鎳2～20％；鉬鐵0～12％；290鐵粉0～25％。2).采用螢石(CaF2)、鎂砂(MgO)和金紅石(TiO2)組成堿性渣系，即CaF2-MgO-TiO2渣系。3).性藥芯焊絲的鋼帶為碳鋼H80A。4).堿性藥芯焊絲的藥芯率為13～17％。5).堿性藥芯焊絲的合金粉、礦物粉的粒度為65～300目，藥芯粉中的礦物粉經(jīng)300～600℃烘干保溫1～2小時，鐵合金經(jīng)50～100℃烘干保溫1～2小時。權(quán)利要求1.一種高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲，其特征在于，藥芯粉由合金粉與礦物粉混合而成，各合金粉與礦物粉的配方比例為金紅石10～40％鉀長石1～7％；鈦酸鉀0～8％；鎂砂3～26％；氟硅酸鈉3～28％；螢石2～30％；氟化物稀土1～9％；大理石0～8％；冰晶石0～11％；硼鐵0～6％；硅鈣合金1～10％；鋁鎂合金0～16％；金屬錳1～26％；金屬鎳2～20％；鉬鐵0～12％；290鐵粉0～25％。2.按照權(quán)利要求1所說的堿性藥芯焊絲，其特征在于，在所說的藥芯焊絲是由螢石(CaF2)、鎂砂(MgO)和金紅石(TiO2)組成的堿性渣系，即CaF2-MgO-TiO2渣系。3.按照權(quán)利要求1所說的堿性藥芯焊絲，其特征在于，所說的堿性藥芯焊絲的鋼帶為碳鋼。4.按照權(quán)利要求1所說的堿性藥芯焊絲，其特征在于，所說的堿性藥芯焊絲的藥芯率為13～17％。5.按照權(quán)利要求1所說的堿性藥芯焊絲，其特征在于，所說的堿性藥芯焊絲的合金粉、礦物粉的粒度為65～300目，藥芯粉中的礦物粉經(jīng)300～600℃烘干保溫1～2小時，鐵合金經(jīng)50～100℃烘干保溫1～2小時。全文摘要一種高強度高韌性二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堿性藥芯焊絲,藥芯焊絲的藥芯粉由金紅石、鉀長石、鈦酸鉀、鎂砂、氟硅酸鈉、螢石、氟化物稀土、大理石、冰晶石、硼鐵、硅鈣合金、鋁鎂合金、金屬錳、金屬鎳、鉬鐵、鐵粉等混合而成。本發(fā)明所說的堿性藥芯焊絲,具有生產(chǎn)效率高、綜合成本低、焊接工藝性能優(yōu)良、適宜于自動化焊接生產(chǎn)的特點?？捎米鳛榇啊⒑Ｑ筱@井臺、橋梁、高層建筑、高壓蒸汽管道等高強度低合金鋼焊接材料。文檔編號B23K35/38GK1260261SQ0011437公開日2000年7月19日申請日期2000年2月15日優(yōu)先權(quán)日2000年2月15日發(fā)明者余圣甫,李志遠(yuǎn)申請人:華中理工大學(xué)