專利名稱：一種水下濕法焊接用自保護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，具體地說是ー種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲是ー種無需采用水下排水裝置以及外部保護氣體，直接在水下進行焊接的焊接材料，在歐美發(fā)達國家的應(yīng)用已與水下焊條相當(dāng)，并且具有方便、高效、優(yōu)質(zhì)等特點。尤其在焊割工作量大的場合，自保護藥芯焊絲與手工焊條相比，因為無需頻繁更換焊材，并且具有較高的熔敷效率，可以節(jié)約50%的成本。此外，自保護藥芯焊絲可拓展應(yīng)用于半自動以及全自動焊接技術(shù)中，并且可以調(diào)整藥芯配方和成分，使得渣-氣反應(yīng)不僅能夠改善焊縫形貌，且能夠減少焊縫的氫氧聚集。但是，目前我國尚沒有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的水下濕法自保護藥芯焊絲，全部依賴國外進ロ，受國外技術(shù)制約嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)我國水下濕法用自保護藥芯焊絲的研究現(xiàn)狀，提供ー種工作穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，其抗拉強度大于500MPa，エ藝性能能夠滿足海洋工程結(jié)構(gòu)用低碳低合金鋼水下焊接的要求。本發(fā)明可以通過如下措施達到。一種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，包括護皮和藥芯兩部分，其特征在于護皮由低碳鋼鋼帶卷成，低碳鋼鋼帶的化學(xué)成分(wt%)為:C: 0.03-0.08%, Mn:0.03%，S ^ 0.02%, P ^ 0.02%，藥芯由氧化物、氟化物、碳酸鹽、錳粉、鎳粉、鋁粉和鐵粉組成，各組成成份的質(zhì)量百分比為:氧化物50%飛3%，氟化物59^10%，碳酸鹽59^10%，錳粉3% 8%，鎳粉0% 5%，鋁粉0% 4%，鐵粉10% 30%。其中氧化物為Ti02、Fe203、Mg0三者的組合，Ti02、Fe203和MgO的質(zhì)量百分比為TiO240% 65%、Fe2O3 23% 50%、MgO 8% 16%。其中氟化物為CaF2與LiF兩者的組合，CaF2與LiF的質(zhì)量百分比為CaF250% 100%、LiF 0 50%。其中的碳酸鹽為CaCO3與MgCO3的組合，CaCO3與MgCO3的質(zhì)量百分比為CaCO350% 100%、MgCO3 0 50%。本發(fā)明中藥芯的填充率為25%_33%。上述藥粉的化學(xué)成分中，各組分的作用機制如下:
本發(fā)明中，氧化物是含量較多的藥皮成分，它們主要是在焊接時起造渣，改善熔渣的熔點、粘度和表面張力，改善脫渣性的作用，本發(fā)明中氧化物的加入量為50%飛3%。本發(fā)明中， 加入氟化物的作用主要是造氣和造渣的作用。焊接過程中氟化物在電弧熱作用下部分氣化，形成氣囊，降低水對電弧的影響。另外，氟化物還起到造渣的作用，并且能夠調(diào)整熔渣粘度。除此之外，氟化物在焊接過程中產(chǎn)生的氟離子可以與氫離子很好的結(jié)合，可以非常有效地降低焊縫的氫含量，防止氫致裂紋的產(chǎn)生。氟化物的總加入量低于5%時，造氣造渣量不足，易產(chǎn)生氣孔和熔渣覆蓋不全等缺陷，氟化物添加過多時，熔渣粘度變低，不利于全位置焊接，并且會降低電弧穩(wěn)定性。所以氟化物的加入量為59TlO%。本發(fā)明中，加入的碳酸鹽主要起到造氣作用，其加入量不能高于10%，否則在焊接過程中會產(chǎn)生較大的飛濺。所以碳酸鹽的加入量為59TlO%。本發(fā)明中，加入錳粉和鎳粉可促進焊縫脫氧和合金化，改善焊縫冶金性能，加入量分別為3% 8%和0% 5%。本發(fā)明中，加入的Al粉可以與氧反應(yīng)，可以有效防止氣孔的產(chǎn)生，同時起到改善電弧的作用。加入Al的過多會使焊縫中殘余的Al含量增多，降低焊縫的韌性，太少則不能有效防止氣孔的產(chǎn)生，加入量為09T4%。選用較低的碳含量和硫、磷含量的低碳鋼鋼帶，能夠降低焊縫產(chǎn)生缺陷的幾率并提高焊接接頭的沖擊韌性。本發(fā)明水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，并且在水下焊接時起弧容易，且電弧燃燒穩(wěn)定，再引弧性好，獲得的焊縫形貌美觀，且對接接頭抗拉強度可達500MPa，可用于低碳低合金鋼水下結(jié)構(gòu)的焊接。
具體實施例方式下面對本發(fā)明作進ー步描述。為了更好地體現(xiàn) 本發(fā)明，下面舉例進行說明，但并不是對本發(fā)明的限制。按上述比例配制藥粉，用鉄粉平衡，調(diào)整藥芯粉組成含量，如表I所示，制備6種不同藥芯焊絲，藥芯粉的粒度為80目。本發(fā)明自保護藥芯焊絲的制備方法如下:選擇普通低碳鋼鋼帶，化學(xué)成分如表2所示，鋼帶規(guī)格為:0.3mmX8mm。在普通藥芯焊絲生產(chǎn)線上制備出截面為“0”型藥芯焊絲，焊絲直徑為Ol.6mm，藥芯的填充率為25%_33%。本發(fā)明實施例所用焊接母材為14mm厚Q235鋼板，所采用的焊接エ藝參數(shù)如表3所示，本發(fā)明實施例焊接后熔敷金屬的性能如表4所示。表I本發(fā)明水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲化學(xué)成分(wt%)。
權(quán)利要求
1.一種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，包括護皮和藥芯兩部分，其特征在于護皮由低碳鋼鋼帶卷成，低碳鋼鋼帶的化學(xué)成分(wt%)為:C: 0.03-0.08%, Mn:0.03%, S彡0.02%,P^0.02%，藥芯由氧化物、氟化物、碳酸鹽、錳粉、鎳粉、鋁粉和鐵粉組成，各組成成份的質(zhì)量百分比為:氧化物50% 63%，氟化物5% 10%，碳酸鹽5% 10%，錳粉3% 8%，鎳粉0% 5%，鋁粉0% 4%，鐵粉10% 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，其特征在于氧化物為TiO2' Fe203、MgO 三者的組合，Ti02、Fe2O3 和 MgO 的質(zhì)量百分比為 TiO2 TiO2 40% 65%、Fe2O323% 50%、Mg0 8% 16%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，其特征在于氟化物為CaF2與LiF兩者的組合，CaF2與LiF的質(zhì)量百分比為CaF2 50% 100%、LiF 0 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，其特征在于其中的碳酸鹽為CaCO3與MgCO3的組合，CaCO3與MgCO3的質(zhì)量百分比為CaCO3 509^100%、MgCO30 50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下 濕法焊接用自保護藥芯焊絲，其特征在于藥芯的填充率為 25%-33%。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲，包括護皮和藥芯兩部分，其特征在于護皮由低碳鋼鋼帶卷成，低碳鋼鋼帶的化學(xué)成分(wt%)為C:0.03-0.08%，Mn0.03%，S≤0.02%，P≤0.02%，藥芯由氧化物、氟化物、碳酸鹽、錳粉、鎳粉、鋁粉和鐵粉組成，各組成成份的質(zhì)量百分比為氧化物50%~63%，氟化物5%~10%，碳酸鹽5%~10%，錳粉3%~8%，鎳粉0%~5%，鋁粉0%~4%，鐵粉10%~30%，本發(fā)明水下濕法焊接用自保護藥芯焊絲不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，并且在水下焊接時起弧容易，且電弧燃燒穩(wěn)定，再引弧性好，獲得的焊縫形貌美觀，且對接接頭抗拉強度可達500MPa，可用于低碳低合金鋼水下結(jié)構(gòu)的焊接。
文檔編號B23K35/30GK103084761SQ201310061500
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者郭寧, 劉多, 袁新, 馮吉才, 韓焱飛, 楊振林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)