專利名稱：：一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于焊接
技術(shù)領(lǐng)域：
。具體涉及一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲，以其生產(chǎn)效率高、電弧較軟、焊縫成型美觀、焊接工藝性能好、可實(shí)現(xiàn)全位置焊接等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于船舶、橋梁等鋼結(jié)構(gòu)加工制造中。在我國(guó)，經(jīng)過(guò)近二十年的試制和生產(chǎn)，鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲所形成的焊縫金屬?zèng)_擊韌性可以達(dá)到(TC時(shí)，Akv》100J;4(TC時(shí)，Akv》50J，但是沖擊值不穩(wěn)定，測(cè)試數(shù)據(jù)分散是一個(gè)突出的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，許多研究從調(diào)整化學(xué)成分，特別是在藥粉中添加合金元素入手，希望通過(guò)優(yōu)化成分來(lái)達(dá)到穩(wěn)定焊縫金屬低溫沖擊韌性的目的。合金元素對(duì)沖擊韌性的影響研究表明(1)Mn和Si—方面可使焊縫金屬充分脫氧，另一方面可提高焊縫的抗拉強(qiáng)度，但對(duì)韌性的影響比較復(fù)雜；(2)Nb和V的適量添加可提高焊縫的沖擊韌性，但是當(dāng)焊后不再進(jìn)行正火處理時(shí)，Nb和V的氮化物以微細(xì)共格深沉相存在，將導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度大幅度提高，而致使焊縫的韌性下降；(3)Ti和B可使低合金鋼焊縫的韌性提高，但需與其它合金元素有良好的匹配，對(duì)組織細(xì)化的作用復(fù)雜；(4)Mo只有在一個(gè)合適的添加量時(shí)才能起到韌化焊縫的作用。以上分析表明，通過(guò)添加合金元素雖可改善焊縫韌性，但是大量合金元素的添加，一方面使藥粉的成分復(fù)雜，需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來(lái)探尋最佳元素配比；另一方面增加了焊接材料的成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)的缺陷，目的是提供一種成分簡(jiǎn)單，成本低的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法；用該方法制備的焊絲能獲得低溫沖擊值穩(wěn)定且沖擊韌性較高的焊縫金屬。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是Si02為1822wt0/0，Al203為l5wt0/0，TiO2為3550wt0/0，CaO為0.51.0wt0/0，Na20+K20為25wt。/0，C為0.20.6wt。/。，Mn為12.016.0wt。/c)，微米級(jí)氧化物粒子為1020wt。/。，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；將上述藥粉混合后用低碳低硅鋼帶包覆，拔制而成。其中藥粉粒度300目；氧化物粒子或?yàn)門(mén)b03粒子、或?yàn)閆r02粒子、或?yàn)門(mén)i203和Zr02的復(fù)合粒子，微米級(jí)氧化物粒子粒度^10^im;低碳低硅鋼帶的化學(xué)組分為C為0.0450.055wt。/。，Si為0.0450.055wt。/0，Mn為0.3(M).50wt0/0，wt%，P^0.015wt%。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下積極效果(1)在藥粉中添加11203、或Zr02、或Ti203和Zr02的高熔點(diǎn)微米級(jí)氧化物粒子，在熔池凝固過(guò)程中，高熔點(diǎn)微米級(jí)氧化物粒子作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，提高了針狀鐵素體的形核率，促進(jìn)了焊縫金屬大量針狀鐵素體的形成，針狀鐵素體含量的提高將使焊縫金屬的沖擊韌性提高并保持穩(wěn)定的數(shù)值；(2)采用低硅含量的鋼帶，減少多層多道焊縫金屬中M-A組元比例，提高焊縫金屬的低溫沖擊韌性；(3)不添加Nb、V、Ni、Mo等合金元素，成分簡(jiǎn)單并減少成本。因此，本發(fā)明具有成分簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，所制備的焊絲能獲得穩(wěn)定的0°C時(shí)^120J的沖擊韌性的焊縫金屬，沖擊試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分散值在平均值士12J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550~750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制本具體實(shí)施方式所采用的焊絲加工工藝是藥粉粒度300目；將各實(shí)施例所述的藥粉混合后分別用低碳低硅鋼帶包覆，低碳低硅鋼帶的寬為14mm和厚為0.9mm，粉料填充率2022wt。/。，經(jīng)過(guò)成型減徑后得到直徑為1.2mm的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲。其焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本具體實(shí)施方式所采用的低碳低硅鋼帶的化學(xué)組分為C為0.0450.055wt%，Si為0.0450.055wt0/0，Mn為0.300.50wt0/。，S￡0.010wt%，P^0.015wt%。為避免重復(fù)，上述內(nèi)容在以下各實(shí)施例中將不贅述。實(shí)施例l一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是Si02為1819wt0/0，Al203為45wt0/0，TiO2為4550wt0/0，CaO為0.91.0wt0/。，Na20+K20為23wt0/0，C為0.20.3wt%,Mn為12.0~13.0wt%，11203粒子為10~12wt%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本實(shí)施例所制備的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲，焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。得到焊縫金屬的沖擊值在0"C時(shí)平均為120J，數(shù)據(jù)分散值在士9J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550~750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。實(shí)施例2一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是SiO2為1920wt。/。，Al203為34wt。/。，Ti02為40~45wt%，CaO為0.50.6wt0/。，Na20+K20為3~4wt%，C為0.30.4wt%，Mn為13.014.0wt%，Zr02粒子為12~15wt%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本實(shí)施例所制備的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲，焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。得到焊縫金屬的沖擊值在0-C時(shí)平均為122J，數(shù)據(jù)分散值在ilOJ范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550~750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。實(shí)施例3一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是SiO2為2021wt0/0，Al203為23wt0/0，TiO2為3540wt。/()，CaO為0.60.8wt。/0，Na20+K20為45wt0/0，C為0.40.5wt。/0，Mn為14.015.0wt%，11203和21"02復(fù)合粒子為1518wtM，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本實(shí)施例所制備的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲，焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。得到焊縫金屬的沖擊值在0。C時(shí)平均為125J，數(shù)據(jù)分散值在士12J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。實(shí)施例4一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法，焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是Si02為2122wt。/。，Al203為l2wt。/。，Ti02為3842wt0/0，CaO為0.80.9wt。/。，Na20+K20為45wt0/。，C為0.50.6wt0/。，Mn為1516wt0/。，Ti203和Zr02復(fù)合粒子為1820wt%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本實(shí)施例所制備的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲，其焊接工藝參數(shù)參見(jiàn)表l。得到焊縫金屬的沖擊值在(TC時(shí)平均為123J，數(shù)據(jù)分散值在士9J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。本實(shí)施例14中(1)在藥粉中添加11203、或Zr02、或Ti203和Zr02的高熔點(diǎn)微米級(jí)氧化物粒子，在熔池凝固過(guò)程中，高熔點(diǎn)微米級(jí)氧化物粒子作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，提高了針狀鐵素體的形核率，促進(jìn)了焊縫金屬大量針狀鐵素體的形成，針狀鐵素體含量的提高將使焊縫金屬的沖擊韌性提高并保持穩(wěn)定的數(shù)值；(2床用低硅含量的鋼帶，減少多層多道焊縫金屬中M-A組元比例，提高焊縫金屬的低溫沖擊韌性；(3)不添加Nb、V、Ni、Mo等合金元素，成分簡(jiǎn)單且減少成本。因此，本具體實(shí)施方式具有成分簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，所制備的焊絲能獲得穩(wěn)定的0""C時(shí)^120J的沖擊韌性的焊縫金屬，沖擊試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分散值在平均值士12J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550750MPa，適用于550750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。權(quán)利要求1、一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是SiO2為18～22wt％，Al2O3為1～5wt％，TiO2為35～50wt％，CaO為0.5～1.0wt％，Na2O+K2O為2～5wt％，C為0.2～0.6wt％，Mn為12.0～16.0wt％，微米級(jí)氧化物粒子為10～20wt％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；將上述藥粉混合后用低碳低硅鋼帶包覆，拔制而成。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于所述的藥粉粒度S100目。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于所述的氧化物粒子或?yàn)門(mén)i203粒子、或?yàn)閆r02粒子、或?yàn)門(mén)i203和Zr02的復(fù)合粒子，微米級(jí)氧化物粒子粒度^10^im。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其特征在于所述的低碳低硅鋼帶的化學(xué)組分為C為0.0450.055wto/。，Si為0.0450.055wt0/0，Mn為0.3(M).50wt0/0，S^0.010wt%，P^O.015wt%。5、根據(jù)權(quán)利要求14項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法所制備鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲。全文摘要本發(fā)明涉及一種鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法。其技術(shù)方案是該藥芯焊絲的藥粉化學(xué)組分是SiO₂為18～22wt％，Al₂O₃為1～5wt％，TiO₂為35～50wt％，CaO為0.5～1.0wt％，Na₂O+K₂O為2～5wt％，C為0.2～0.6wt％，Mn為12.0～16.0wt％，微米級(jí)氧化物粒子為10～20wt％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。將上述藥粉混合后用低碳低硅鋼帶包覆，拔制而成。其中氧化物粒子或?yàn)門(mén)i₂O₃粒子、或?yàn)閆rO₂粒子、或?yàn)門(mén)i₂O₃和ZrO₂的復(fù)合粒子。本發(fā)明具有成分簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，所制備的焊絲能獲得穩(wěn)定的0℃時(shí)≥120J的沖擊韌性的焊縫金屬，沖擊試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分散值在平均值±12J范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到550～750MPa，適用于550～750MPa級(jí)低碳鋼、低合金鋼的焊接。文檔編號(hào)B23K35/362GK101623801SQ200910063408公開(kāi)日2010年1月13日申請(qǐng)日期2009年8月4日優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日發(fā)明者吳開(kāi)明,咸孫,張心保,王紅鴻,陶學(xué)理,然魏申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)