[发明专利]一种全位置焊接碱性药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及焊丝，特别是一种全位置焊接碱性药芯焊丝。

背景技术

焊丝是焊接工艺中必不可少的，根据施焊时焊工所持焊条与焊件之间的相互位置的不同，焊缝可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种方位，其中：

（1）平焊焊缝倾角0°～5、焊缝转角0°～10°的焊接位置称为平焊位置。在平焊位置进行的焊接就称为平焊。平焊是最容易焊接的一个位置。

（2）立焊焊缝倾角80°～90°、焊缝转角0°～180°的焊接位置称为立焊位置。在立焊位置进行的焊接就称为立焊。

（3）横焊焊缝倾角0°～5°，焊缝转角70°～90°的焊接位置称为横焊位置。在横焊位置进行的焊接就称为横焊。

（4）仰焊焊缝倾角0°～15°，焊缝转角165°～180°的焊接位置称为仰焊位置。仰焊是最难焊的一个位置。

（5）全位置焊同时包含平焊、立焊、横焊和仰焊四种方位的焊接方式，称为全位置焊。

药芯焊丝是近年来迅速发展的一种新型焊接材料，是目前焊接材料中技术含量最高的产品。目前国内药芯焊丝品种主要分为酸性药芯焊丝和碱性药性焊丝。和酸性药芯焊丝相比，碱性焊接材料具有低氢、高韧性、高抗裂性和优异的力学性能等优点，因此重要零件的焊接一般首选碱性焊材。但是，碱性药芯焊丝在全位置焊接时，易造成焊道熔融下坠，仅适合平焊位置焊接。

药芯焊丝中常加的氟化物为CaF₂，CaF₂在药芯焊丝中具有降低药粉熔点的作用，具有稀渣作用，可以改善熔渣的保护效果，但对焊丝的全位置焊接而言，CaF₂易造成焊道熔融下坠。另外，在碱性药芯焊丝中，常加的造渣剂为MgO，其具有降低熔渣表面张力、细化熔滴、减少飞溅的作用，但MgO为高熔点氧化物，过量会提高熔渣熔点，易引起焊缝金属产生气孔等缺陷。

BaF₂与常用造渣剂CaF₂相比，其在熔滴过渡和保护熔池方面具有更优异的能力，含BaF₂高的熔渣能在较高的温度下凝固，并且凝固的速度较快，可有效阻止立焊、仰焊中熔滴的下流，从而满足全位置焊接的要求。ZrO₂也是碱性造渣剂，但具有较大的线膨胀系数，有利于药芯焊丝的高温脱渣。因此如何利用BaF₂与CaF₂混合共同充当氟化物使用，用ZrO₂替代MgO作为碱性造渣剂，研究开发出一种可用于全位置焊接、具有高韧性、良好脱渣性的全位置焊接碱性药芯焊丝，是需要认真解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种全位置焊接碱性药芯焊丝，可有效解决全位置焊接、具有高韧性、良好脱渣性的碱性药芯焊丝问题。

本发明解决的技术方案是，该焊丝是由冷轧低碳钢带包覆药芯制成，所述的冷轧低碳钢带与药芯的质量百分比为冷轧低碳钢带68～74%、药芯26～32%；

所述的药芯是由以下质量百分比计的：萤石30%～40%、锆英砂4%～10%、氟化钡3.5%～9%、碳酸钡2%～7%、氧化钙4%～9%、氟硅酸钾2%～5%、45#硅铁3%～7%、金属锰4%～8%、镍粉2%～5%、钛铁粉1%～6%和余量为焊接材料专用的还原铁粉FHY100.25混匀制成；

焊接时，采用CO₂气体保护；

所述的萤石：CaF₂≥96%，S，P：≤0.01%，余量为非主要物质；

所述的锆英砂：ZrO₂＞66%，S，P：＜0.02%，余量为非主要物质；

所述的氟化钡：工业级；

所述的碳酸钡：工业级；

所述的氧化钙：CaO＞98%，余量为非主要物质；

所述的氟硅酸钾：工业级；

所述的45#硅铁：Si:40%～45%，C:<0.10%，S、P：<0.03%，余量为铁；

所述的金属锰：Mn≥99.5%，C:<0.03%，S、P：<0.03%，余量为非主要物质；

所述的镍粉：Ni≥99.5%，C:<0.01%，余量为非主要物质；

所述的钛铁：Ti:40%～45%，C:<0.05%，S、P：<0.05%，余量为铁；

所述药芯粉颗粒要求：60筛目通过率100%，大于180目筛通过率<20%；