[发明专利]一种强韧型药芯焊丝及其制备方法

说明书

本申请涉及焊接材料领域，具体公开了一种强韧型药芯焊丝及其制备方法，强韧型药芯焊丝包括焊丝包覆层和焊丝药芯组合物，所述焊丝包覆层内设有沿其长度贯通的容纳腔，所述容纳腔内设有焊丝药芯组合物，所述焊丝药芯组合物包括下列重量份物质组成：45～58份铬铁、6～10份锰铁、10～15份硅铁、6～8份钼铁、1～3份石墨和1～2份添加剂；本申请通过对药芯焊丝内部的成分进行筛选并优化各组分之间的配比，改善药芯焊丝内部填充的药粉的结构，通过硅铁和锰铁的复配和添加，对焊合金中的硫进行有效的去除，再通过可以改善焊接工艺并为堆焊合金增碳，形成各种合金碳化物硬质相，对堆焊合金基体起到韧性和耐磨性的强化。

技术领域

本申请涉及焊接材料领域，更具体地说，它涉及一种强韧型药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

在焊接过程中，焊接材料的焊接工艺性对焊接接头的质量起到至关重要的作用。而在药芯焊丝的焊接过程中，其焊接工艺性除了受药粉合金成分的影响，焊丝表面光洁度、焊丝尺寸误差、表面耐锈性以及药粉填充均匀度等因素也会决定焊接质量。焊条、实芯焊丝和药芯焊丝是堆焊中最长使用到的材料。

与普通焊丝相比，金属粉芯型药芯焊丝其中的药粉成分可以自由调节，在不同种类和功用的药芯焊丝中，药粉的选取也不尽相同，通常来说所添加的药粉应根据不同的药芯焊丝焊接方法、保护方式和工艺要求来适量选取。所以药芯焊丝具有特殊的优点：与实心焊丝和自保护药芯焊丝相比焊接效率更高、焊接操作性好和成分易于调节，品种齐全。

针对上述中的相关技术，发明人认为，现有的药芯焊丝材料在焊接过程中，由于组分之间的组合配比适合度不佳，易发生焊接过后焊接接缝韧性性能不佳的问题。

发明内容

为了克服现有强韧型药芯焊丝韧性不足的缺陷，本申请提供一种强韧型药芯焊丝及其制备方法，采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种强韧型药芯焊丝，所述强韧型药芯焊丝包括焊丝包覆层和焊丝药芯组合物，所述焊丝包覆层内设有沿其长度贯通的容纳腔，所述容纳腔内设有焊丝药芯组合物，所述焊丝药芯组合物包括下列重量份物质组成：45～58份铬铁、6～10份锰铁、10～15份硅铁、6～8份钼铁、1～3份石墨和1～2份添加剂。

通过采用上述技术方案，由于本申请通过对药芯焊丝内部的成分进行筛选并优化各组分之间的配比，改善药芯焊丝内部填充的药粉的结构，通过硅铁和锰铁的复配和添加，能有效对药芯焊丝使用时进行脱氧，同时锰铁能有效对焊合金中的硫进行有效的去除；

在此基础上，本申请通过添加的石墨颗粒，可以改善焊接工艺并为堆焊合金增碳，而添加的铬铁、钨铁、钒铁可以在堆焊合金中形成各种合金碳化物硬质相，对堆焊合金基体起到韧性和耐磨性的强化。

进一步地，所述焊丝药芯组合物还包括3～5份钒钛改性剂，所述钒钛改性剂中钒元素与钛元素摩尔比为3：8。

通过采用上述技术方案，由于本申请通过对材料中添加钒和钛元素，通过制备的复合体能有效形成良好的分散填充的效果，防止材料由于简单的混合添加导致添加后的材料均匀性不佳的问题，同时，由于添加的钒元素能与石墨在使用过程中形成VC硬质相，而VC硬质相的高温性能稳定，在磨损情况下不易变形和破裂，提高了堆焊金属的耐磨性增加，而钛是一种强碳化物形成的元素，形成陶瓷硬质相颗粒，细化焊缝中的晶粒，同时还可提高堆焊熔敷金属的强度和韧性，从而能进一步对堆焊合金基体起到韧性和耐磨性的强化。

进一步地，所述钒钛改性剂采用以下方案制备而成：（1）按重量份数计，分别称量45～50份无水乙醇、6～8份钛酸丁酯、10～15份无数乙醇、6～8份质量分数5％醋酸溶液和10～15份去离子水置于搅拌装置中，搅拌混合并收集得混合溶胶液；（2）按钒元素和钛元素的摩尔比，将质量分数15％偏钒酸铵溶液添加至混合溶胶液中，搅拌混合并静置6～8h，收静置混合液并自然风干，研磨后再在125～150℃下保温处理6～8h，静置冷却至室温，研磨过筛，即可制备得所述钒钛改性剂。