[发明专利]一种立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝

说明书

一种立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝，涉及焊接材料领域，其由低碳钢外皮和药芯粉组成，按质量百分比计，药芯粉由下述组分混合而成：金红石35%‑50%、脱水长石2%‑4%、铝镁合金4%‑6%、钛铁2%‑3%、低碳锰铁9%‑14%、锆英砂1%‑2%、氧化铝3%‑8%、石英4%‑6%、氟化钠0.5%‑1%，余量铁粉。本发明的无缝药芯焊丝，采用在线同步添加药芯粉，添加药芯粉后的外皮钢带，经轧辊成型和焊合后，再经退火、减径和镀铜，进而制备出无缝药芯焊丝。本发明的焊丝力学性能稳定，扩散氢低，抗吸潮性强，耐锈性能优异，焊接工艺性良好，可全位置焊接，尤其适合立焊位置焊接，可用于D36级别钢板焊接。

技术领域

本发明涉及焊接材料领域，具体涉及一种立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝。

背景技术

近年来，我国钢材和焊材已从高速发展过渡到淘汰落后产能、创新驱动转型升级的平稳发展期，焊接材料产品的结构调整和产品升级过程将明显加快，在海洋工程、舰船制造、桥梁等技术领域中，由于焊接工程量大，对自动化高效焊接方法的需求更加迫切。

由于药芯焊丝能够实现连续自动焊接，推进了焊接技术的自动化、高效化发展，且药芯焊丝成分易调，因此得到了广泛应用。无缝药芯焊丝除具有普通药芯焊丝的优点外，还具有以下显著优点：①焊丝制造、存储和使用过程中，药粉不吸潮，焊接时熔敷金属可达到超低扩散氢水平，产生裂纹倾向低；②焊丝表面可镀铜，导电性好，焊接电弧稳定，焊接工艺性能优异；③焊丝刚性好，基本无扭曲，不易产生焊接缺陷，焊缝质量好。基于以上优点，无缝药芯焊丝在焊接强度较高的钢结构，尤其是对于焊缝质量要求较高的船舶、海洋工程用高强钢的焊接时，具有非常大的技术优势。

在船舶建造中存在着大量的角焊缝，并且许多位置的焊缝处于非平焊位置且立焊位置较多，故而对焊丝的全位置工艺性尤其是立焊工艺性提出了考验。目前，大多数药芯焊丝都能够满足使用的要求，但随着船用钢板的厚度减小，焊丝立焊不加摆动时焊道成型不良，焊喉过大，将引起焊趾部位的应力集中，对结构带来潜在的危害。中国专利公开号CN105014259A中所述的无缝药芯焊丝应用于钎焊领域，中国专利公开号CN105057925A中所述的无缝药芯焊丝为金属粉芯型，且不能用于全位置焊接。而中国专利公开号CN102528317A、CN102009287A等专利中所述的药芯焊丝为有缝焊丝，且应用于气电立焊。经检索未发现有与本申请相关的能全位置焊接且立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝。

发明内容

本发明旨在提出一种立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝，其在二氧化碳气体保护下，焊丝力学性能稳定，扩散氢低，抗吸潮性强，耐锈性能优异，焊接工艺性良好，可全位置焊接，尤其适合立焊位置焊接，可用于D36级别钢板焊接。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种立焊工艺性良好的无缝药芯焊丝，由低碳钢外皮和药芯粉组成，按质量百分比计，药芯粉由下述组分混合而成：金红石35%-50%、脱水长石2%-4%、铝镁合金4%-6%、钛铁2%-3%、低碳锰铁9%-14%、锆英砂1%-2%、氧化铝3%-8%、石英4%-6%、氟化钠0.5%-1%，余量铁粉。

所述铝镁合金中Al、Mg质量比为1：1，钛铁中Ti、Fe质量比为1：4，低碳锰铁中Mn、Fe质量比为4：1。

本发明的无缝药芯焊丝的制备工艺：采用在线同步添加药芯粉，添加药芯粉后的外皮钢带，经轧辊成型和焊合后，再经退火、减径和镀铜，进而制备出无缝药芯焊丝。

本发明的无缝药芯焊丝，最终产品焊丝的直径为1.2 mm、1.6 mm，药芯粉的填充率为14%-16%。

本发明中所述的无缝药芯焊丝采用钛型药芯焊丝渣系，主要组成物金红石中的TiO₂熔渣凝固温度高，TiO₂含量较多的熔渣接近晶体状，变为了短渣，能适应全位置焊接。金红石是主要的造渣剂和电弧稳定剂，可以调节渣的熔点和粘度，改善焊缝的成型和脱渣，加入量以35%-50%为宜。