一種具有薄層熔渣保護的高強鋼焊接用藥粉的製作方法

2023-05-02 10:03:51

專利名稱：一種具有薄層熔渣保護的高強鋼焊接用藥粉的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接用的藥粉，尤其涉及一種專用於具有送粉送氣功能焊炬的具有薄層熔渣保護的高強鋼焊接用藥粉；屬於焊接材料領域。
背景技術：
隨著焊接結構向大型化、高壓、高溫等高參數化方向的發展，高強度鋼材的應用範圍日益擴大，用量也逐漸增大，現已廣泛應用於工程機械、橋梁、壓力容器、礦山機械、建築等行業，與之相對應的高強鋼焊接材料需求量也顯著提高。高強鋼焊接材料包括焊條、實心焊絲、藥芯焊絲，實心焊絲和藥芯焊絲因適於自動焊，是高強鋼焊接材料的發展方向。高強度實心焊絲是一種低碳合金鋼絲，需要相應性能盤條生產，盤條一般由鋼鐵企業設計生產，對於需求量比較少的焊絲品種，鋼鐵企業組織生產有一定難度，生產成本也較高。因此，需求量比較小的實心焊絲難以獲得相應的盤條，焊絲生產廠商也就無法生產出這種實心焊絲。另一方面，高強鋼焊絲往往含有較多的合金元素，在焊絲的生產過程中加工硬化比較嚴重，需要多次退火處理降低硬度，生產工藝複雜，生產設備要求較高，有些合金元素含量高的盤條甚至無法製成焊絲。如國內生產的抗拉強度600MPa級高強度實心焊絲用鋼盤條，多選用標準牌號為H10Mn2SiMoA或H10Mn2SiMoTiA焊接用鋼盤條(對應焊絲型號為ER55-D2或ER55-D2-Ti焊絲)，因其合金加入量很高，抗拉強度較高，焊絲生產過程中需對盤條進行多次退火處理，盤條中Ti、Mo含量偏高，焊絲的成本也較高。河北冶金雜誌2011年第8期論文「高強焊絲用鋼XG55的開發與生產」開發了一種抗拉強度600MPa 的高強度鋼焊絲用盤條，採用最佳的Mn、Ti、Cr、Si多元合金化，以降低焊絲的成本，但焊絲生產過程仍然需要退火。公開號為CN1413795的專利「超低碳高強度氣體保護焊絲材料」 涉及一種高強鋼用實心焊絲，焊絲的化學成分(重量％ )為C0. 01-0. 05，Mn I. 00-3. 00， Si O. 1-1. O, Ni 2. 0-6. O, Mo O. 2-2. 5, Ti O. 01-0. 08, B O. 0002-0. 008, RE O. 01-0. 5, S ^ O. 01, O. 01，餘量為Fe及其它不可避免的雜質。實心焊絲氣體保護焊採用氣體保護方式，無熔渣保護，使得焊接飛濺較大、焊縫成形差，不適於全位置焊接。藥芯焊絲成分調整靈活，焊接生產效率高，高強鋼藥芯焊絲受到人們的重視。如公開號為CN1387975的專利「用於高強度鋼的氣體保護電弧焊的填充焊劑的焊絲」涉及一種高強鋼用氣體保護焊藥芯焊絲。但藥芯焊絲存在生產成本高、焊接時送絲不如實心焊絲順暢、電弧的瞄準性差，特別是自動焊接或機器人焊接中，送絲不暢和電弧瞄準性差直接影響焊接生產工藝過程和焊縫質量。具有送粉送氣雙重功能焊炬的應用，為高強鋼焊接開闢了一種新的工藝方法，為降低焊接材料成本，降低焊接飛濺、提高電弧穩定性、改善焊縫成型奠定了基礎，然而專用於具有送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉卻鮮見報導。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種專用於具有送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，在焊接過程中向焊接區輸送保護氣體和藥粉，保護氣體起到隔絕空氣的作用，藥粉除了過渡合金元素之外，還通過其穩弧劑穩定電弧，降低飛濺，通過造渣劑在焊縫表面形成一層均勻的厚度不超過O. 5mm的熔渣，改善焊縫成型，且多層堆焊時無需清渣，提高生產效率。實現用藥粉、保護氣體、市售普通實心焊絲獲得高強度高韌性熔敷金屬的目的。本發明所述專用於送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，其特徵在於所述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為88wt % 92wt % (wt %為重量百分比)， 造渣穩弧劑含量為12wt% 8wt% ;其中上述合金中以重量百分比計含有如下合金元素
0.06% O. 10% C, I. 0% 5. 0% Si, I. 2% 3. 4% Mn, O. 72% I. 4% Mo, O. 5% I. 4% Cr，I. 4% 5. 2% Ni，O. 30% O. 70% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15 30份，鉀長石8 25份，鎂砂I 5份，鈦酸鉀2 10份，氟化鈉 2 8份,氟娃酸鈉O 8份,氟化鋇5 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份；其中金紅石的成分以重量比計TiO2含量不小於92% ;鉀長石成分以重量比計K2O和Na2O之和不小於 12%，K2O不小於8% ,SiO2為62% 72% ,Al2O3為17% 24% ;鎂砂的成分以重量百分比計MgO不小於91% ;鈦酸鉀成分以重量比計K2TiO3含量不小於98% ;氟化鈉的成分以重量百分比計NaF不小於95% ;氟矽酸鈉的成分以重量百分比計Na2SiF4不小於95% ;氟化鋇的成分以重量百分比計BaF2不小於98% ;氧化鈰稀土 CeO2含量不小於99% ;上述粉末的粒度為75微米 180微米(即粒度為-80目 +200目)。藥粉中加入佔藥粉質量8% 12%的上述成分造渣劑和穩弧劑，除了具有穩定電弧，降低飛濺的作用外，還可以在熔池表面形成一層厚度小於O. 5mm的薄層熔渣，其均勻覆蓋於熔池表面，在熔池凝固為焊縫時起到改善焊縫成型的作用，同時該薄層熔渣多層焊接時不用清渣，焊接生產率較高。進一步的，上述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量優選為 89wt% 91wt%,造洛穩弧劑含量優選為Ilwt;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0· 06% O. 10% C，3. 6% 5. 0% Si，L 2% 2. 0% Mn，L 0%
1.40% Mo,O. 5% O. 7% Cr,4. 5% 5. 0% Ni,O. 3% O. 45% Ti，餘為 Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15 30份，鉀長石10 25份，鎂砂2 5份，鈦酸鉀2 10份,氟化鈉2 8份』氟娃酸鈉2 5份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。或者，上述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量優選為88wt% 90wt%,造洛穩弧劑含量優選為12wt% IOwt% ;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0· 06% O. 10% C，I. O % I. 2% Si，2. 4% 3. 2% Mn，O. 9% I. 20% Mo,
0.9%~ I. 2% Cr,4. 8% 5. 2% Ni,O. 4% O. 6% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15 30份，鉀長石10 25份，鎂砂2 5份，鈦酸鉀2 10 份，氟娃酸鈉2 5份,氟化鈉2 8份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。或者，上述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量優選為90wt% 91wt%,造洛穩弧劑含量優選為IOwt;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0· 06% O. 10% C，I. 0% I. 3% Si，2. 4% 3. 2% Mn，I. 0% I. 30% Mo,
1.1% I. 4% Cr,4. 8% 5. 2% Ni,O. 4% O. 6% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15 30份，鉀長石10 25份，鎂砂2 5份，鈦酸鉀2 10 份，氟化鈉2 8份,氟娃酸鈉4 5份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。上述藥粉的成分中允許含有加工過程中難以去除的不影響其性能的雜質。上述藥粉中各組分的作用如下金紅石的作用是在焊接過程中穩定電弧，調節熔渣的物理化學性能，改善焊縫成型。鉀長石的作用是造渣、穩弧。鈦酸鉀的作用是造渣、穩弧，細化熔滴，降低飛濺。鎂砂的作用在於提高熔渣的鹼度，調節熔渣的熔點，改善熔渣的覆蓋性。氟矽酸鈉的作用是造渣、穩弧、稀渣、降低熔敷金屬擴散氫含量。氟化鈉的作用是造渣、穩弧、降低熔渣的熔點、降低熔敷金屬的擴散氫含量、改善焊縫成型。氟化鋇的作用是調整熔渣的熔點，支持短弧焊，改善熔渣覆蓋性、脫渣性和焊縫成型，降低熔敷金屬擴散氫含量。氧化鈰稀土的作用是降低熔滴的表面張力，促使熔滴過渡，減少飛濺。一種適用於上述藥粉的具有送粉送氣功能的焊炬，其結構示意圖見圖1，原理圖見圖2，圖中標示1連接件、2送粉管、3絕緣體、4導電桿、5和11送氣管、6氣室、7氣篩、8噴嘴、9導電嘴。具體的，上述具有送粉送氣功能的焊炬形狀為圓柱體，由噴嘴與連接件構成；噴嘴為圓柱體，其內孔直徑為Φ42ι πι Φ60ι πι,噴嘴內設有導電桿、導電嘴、送粉管和氣室,連接件為一直徑Φ42ι πι Φ60ι πι的圓盤，圓盤高度為20mm 28mm,連接件安裝導電嘴的一側為下表面，另一側為上表面，連接件的中心線垂直於上、下表面。其中，所述導電桿為外徑是Φ6ι πι Φ7ι πι的圓柱體,位於焊炬的中心線上,導電桿設有內孔直徑為Φ2ι πι Φ4ι πι 的焊絲通道，導電桿的近噴嘴端安裝有導電嘴，導電嘴有內孔直徑為Φ0. 8mm Φ2. 4mm的焊絲通道且與導電桿的焊絲通道貫通，導電桿的外側設有厚度為Imm 2mm的絕緣層，並以絕緣層與連接件結合，在絕緣層的外側，對稱導電桿的中心線各設置有內徑為Φ2πιπι Φ 4mm的送粉管，送粉管的中心線與導電桿的中心線之間的距離為8. 5mm 12mm，送粉管穿越連接件上的通孔並固定於連接件上，送粉管的近噴嘴端(即出粉端)朝嚮導電嘴通道中心線(即焊絲)方向成彎管形，彎管的角度為90° 135°，且送粉管出粉端縮於噴嘴內， 出粉口距離噴嘴端面的距離為20mm 45mm，送粉管的外側與噴嘴內壁之間的連接件上設有一氣室，氣室為一環形槽，環形槽的徑向截面為長方形，環形槽是該長方形沿連接件的中心線(即導電桿的中心線)旋轉一周形成的旋轉體。徑向截面長方形的徑向邊長為7mm IOmm,垂直於徑向的軸向邊長為16mm 24mm,軸向邊長由連接件的軸向厚度確定。環形槽徑向截面的長方形軸向邊距離連接件上送粉管孔壁的最小距離為2mm 3mm。環形槽位於上表面一側開兩個對稱於連接件中心線的通孔，用於安裝送氣管，通孔的直徑與送氣管配合，直徑為Φ3_ Φ6_，通孔的中心線平行於連接件的中心線，位於長方形截面的中心。 環形槽位於下表面的一側安裝氣篩，氣篩與連接件採用常規的機械連接方式連接。氣篩的高度為3_ 5_，氣篩上開有中心線與連接件中心線平行的通孔，通孔均勻分布，通孔直徑為ΦΙι πι Φ3πιπι，相鄰通孔中心線之間的距離為其直徑加2mm。
其中，上述送粉管出粉端朝向焊絲通道中心線方向成彎管形，彎管的角度優選 105。 120。。上述氣室中氣篩面的對面對稱於連接件中心線位置的兩個通孔位於連接件上；所述連接送氣管的通孔中心線與送粉管的中心線在一個平面上或不在一個平面上，若不在一個平面上，連接送氣管的通孔中心線所在的平面優選與送粉管的中心線所在的平面垂直。本發明所具有的顯著效果是(I)通過具有送粉送氣功能的焊炬，使用本專利藥粉，可以採用現在廣泛應用的普通氣體保護焊設備，尤其適合自動焊或者焊接機器人，便於推廣，降低了焊接設備更新費用。(2)本專利採用普通低碳鋼實心焊絲焊接，與高強鋼實心焊絲相比，普通低碳鋼盤條容易獲得，焊絲生產過程無需退火熱處理，工藝簡單，成本低，克服了高強鋼焊絲用盤條難以獲得，焊絲生產需要多道熱處理，成本較高的弊端。(3)與實心焊絲焊接相比，通過添加藥粉，實現了氣渣聯合保護，達到了實心焊絲難以實現的電弧穩定、飛濺大幅度降低，焊縫成型美觀的目的。(4)與採用高強鋼藥芯焊絲相比，本專利採用普通低碳鋼實心焊絲焊接，具有成本低廉、送絲順暢等優點。本發明無需專用的藥芯焊絲生產設備，藥粉原材料容易獲得，藥粉成分調節方便，用戶可以根據需要自行調整，而藥芯焊絲藥粉的成分只有焊接材料生產廠家才能調整，用戶無法改變。(5)本專利藥粉中加入佔藥粉質量8% 12%的本專利成分的造渣穩弧劑，在熔池表面形成一層厚度不超過O. 5mm的薄渣，起到改善焊縫成型的作用，同時由於熔渣厚度較薄，不用清渣即可進行多層焊接，提高了焊接生產效率。


圖I本發明所述焊炬的結構示意圖。其中1_連接件2-送粉管3-絕緣體4-導電桿5-送氣管6-氣室7_氣篩 8-噴嘴9-導電嘴10-焊絲11-送氣管。圖2本發明所述焊炬的原理圖。其中2_送粉管8-噴嘴9-導電嘴10-焊絲。
具體實施例方式實施例I :焊炬的結構見圖I。具體尺寸如下焊炬的中心線上設有導電桿，導電桿是外徑為Φ6πιπι的圓柱體，導電桿內孔直徑為Φ3mm，導電桿採用紫銅製作。導電桿與連接件之間絕緣層的厚度為1mm，絕緣體選用耐高溫橡膠。導電桿下表面螺紋孔的公稱直徑為M3 (即3_)，高度為5mm，與導電嘴配合，導電嘴選用市售的氣體保護焊用導電嘴。兩個送粉管對稱安裝在導電桿的兩側，送粉管通過連接件上兩個直徑為Φ5πιπι的通孔固定於連接件上，送粉管的內徑為Φ2_。送粉管的中心線與導電桿的中心線平行，與導電桿中心線位於同一個平面內，兩中心線之間的距離為8. 5mm。送粉管的出粉端，設計成彎管形式，彎管的角度為90°，並向焊絲軸線方向彎曲。送粉管選用奧氏體不鏽鋼材料製作。送粉管出粉端內縮於噴嘴內，其出粉口距離噴嘴端面的距離為20mm，送粉器採用現有的射吸式送粉器。保護氣的氣室徑向截面長方形的徑向邊長為7mm，垂直於徑向的軸向邊長為 16mm。環形槽徑向截面的長方形軸向邊距離連接件上送粉管孔壁的最小距離為2mm。環形槽位於上表面一側開兩個對稱於連接件中心線的通孔，用於安裝送氣管，通孔的直徑與送氣管配合，直徑為Φ 3_，通孔的中心線平行於連接件的中心線，位於長方形截面的中心。環形槽位於下表面的一側安裝氣篩，氣篩與底座採用常規的機械連接方式連接。氣篩的高度為3_，氣篩上開有中心線與連接件中心線平行的通孔，通孔均勻分布，通孔直徑為Φ1_， 相鄰通孔中心線之間的距離為3mm。連接件I為一直徑Φ44_的圓盤,圓盤的高度為20mm,連接件的材料選用紫銅。連接件上送氣管的通孔中心線和送粉管的通孔中心線在一個平面上。噴嘴安裝在連接件上，噴嘴材料為不鏽鋼，噴嘴為圓柱體，其內孔直徑為Φ44。焊絲採用直徑I. 2mm的市售ER50-6實心焊絲(符合GB/T8110-2008)，導電嘴為由紫銅製成的與直徑I. 2_焊絲匹配的市售產品。藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成， 合金含量為90wt%，造渣穩弧劑含量為10wt% ;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 10% C，I. 3% Si, 3. 0% Mn, I. 0% Mo, I. 4% Cr,4. 8% Ni,O. 45% Ti，餘為 Fe ;上述造渣穩弧劑以重量份計由以下材料混合製成金紅石28份，鉀長石20份，鎂砂2份，鈦酸鉀4份，氟化鈉3份，氟矽酸鈉4份，氟化鋇5份，氧化鈰稀土(CeO2) I份。上述粉末的粒度為75微米 180微米(即粒度為-80目 +200目)。焊接保護氣體為CO2，保護氣體的流量為18L/min。送粉氣為CO2，送粉氣流量為7L/ min，焊接電流為240A，電壓為23 26V，送粉量與焊絲熔化量的比值為O. 52。試驗結果表明，電弧燃燒穩定、焊縫表面覆蓋有一層厚度均勻的薄層熔渣，焊縫成型美觀，飛濺小。熔敷金屬的抗拉強度為690MPa，屈服強度為567MPa，伸長率為24%，-40°C 衝擊功為54J。實施例2 焊炬的結構見圖I。具體尺寸如下焊炬的中心線上設有導電桿，導電桿是外徑為Φ7πιπι的圓柱體，導電桿內孔直徑為Φ4mm，導電桿採用紫銅製作。導電桿與連接件之間絕緣層的厚度為2mm，絕緣體選用耐高溫橡膠。導電桿下表面螺紋孔的公稱直徑為M4，高度為8mm，與導電嘴配合，導電嘴選用市售的氣體保護焊用導電嘴。兩個送粉管對稱安裝在導電桿的兩側，送粉管通過連接件上兩個直徑為Φ7πιπι的通孔固定於連接件上，送粉管的內徑為Φ4_。送粉管的中心線與導電桿的中心線平行，與導電桿中心線位於同一個平面內，兩中心線之間的距離為12mm。送粉管的出粉端，設計成彎管形式，彎管的角度為135°，並向焊絲軸線方向彎曲。送粉管選用奧氏體不鏽鋼材料製作。送粉管出粉端內縮於噴嘴內，其出粉口距離噴嘴端面的距離為45mm，送粉器採用現有的射吸式送粉器。保護氣的氣室徑向截面長方形的徑向邊長為10mm，垂直於徑向的軸向邊長為 24mm。環形槽徑向截面的長方形軸向邊距離連接件上送粉管孔壁的最小距離為2. 5mm。環形槽位於上表面一側開兩個對稱於連接件中心線的通孔，用於安裝送氣管，通孔的直徑與送氣管配合,直徑為Φ 6_，通孔的中心線平行於連接件的中心線，位於長方形截面的中心。環形槽位於下表面的一側安裝氣篩，氣篩與底座採用常規的機械連接方式連接。氣篩的高度為5_，氣篩上開有中心線與連接件中心線平行的通孔，通孔均勻分布，通孔直徑為Φ3_， 相鄰通孔中心線之間的距離為5mm。連接件I為一直徑Φ60ι πι的圓盤，圓盤的高度為28mm,連接件的材料選用黃銅。連接件上送氣管的通孔中心線和送粉管的通孔中心線所在平面垂直。噴嘴安裝在連接件上，噴嘴材料為鉻鋯銅，噴嘴為圓柱體，其內孔直徑為Φ60。焊絲採用直徑I. 2mm的市售ER50-6實心焊絲(符合GB/T8110-2008)，導電嘴為由紫銅製成的與直徑I. 2_焊絲匹配的市售產品。藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成， 合金含量為91wt%，造渣穩弧劑含量為9wt%;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0· 09% CA. 5% Si, I. 8% Mn, I. 20% Mo,O. 6% Cr,4. 8% Ni,O. 4% Ti，餘為 Fe ;上述造渣穩弧劑以重量份計由以下材料混合製成金紅石20份，鉀長石15份，鎂砂5份，鈦酸鉀 6份，氟化鈉3份，氟矽酸鈉3份，氟化鋇6份，氧化鈰稀土(CeO2) 2份。上述粉末的粒度為 75微米 180微米(即粒度為-80目 +200目)。焊接保護氣體為CO2，保護氣體的流量為25L/min。送粉氣為富Ar混合氣體Ar+5% CO2，送粉氣流量為10L/min，焊接電流為220A，電壓為22 25V，送粉量與焊絲熔化量的比值為O. 52。試驗結果表明，電弧燃燒穩定、焊縫表面覆蓋有一層厚度均勻的薄層熔渣，焊縫成型美觀，飛濺小。熔敷金屬的抗拉強度為778MPa，屈服強度為665MPa，伸長率為23%，-40°C 衝擊功為87J。實施例3 焊炬的結構見圖I。具體尺寸如下焊炬的中心線上設有導電桿，導電桿是外徑為Φ6. 5mm的圓柱體，導電桿內孔直徑為Φ2. 5mm，導電桿採用紫銅製作。導電桿與連接件之間絕緣層的厚度為I. 5mm，絕緣體選用耐高溫塑膠。導電桿下表面螺紋孔的公稱直徑為M3 (即公稱直徑3mm)，高度為6mm，與導電嘴配合，導電嘴選用市售的氣體保護焊用導電嘴。兩個送粉管對稱安裝在導電桿的兩側，送粉管通過連接件上兩個直徑為Φ6_的通孔固定於連接件上，送粉管的內徑為Φ3_。送粉管的中心線與導電桿的中心線平行，與導電桿中心線位於同一個平面內，兩中心線之間的距離為10mm。送粉管的出粉端，設計成彎管形式，彎管的角度為105°，並向焊絲軸線方向彎曲。送粉管選用奧氏體不鏽鋼材料製作。送粉管出粉端內縮於噴嘴內，其出粉口距離噴嘴端面的距離為30mm，送粉器採用現有的射吸式送粉器。保護氣的氣室徑向截面長方形的徑向邊長為8mm，垂直於徑向的軸向邊長為 20mm。環形槽徑向截面的長方形軸向邊距離連接件上送粉管孔壁的最小距離為2mm。環形槽位於上表面一側開兩個對稱於連接件中心線的通孔，用於安裝送氣管，通孔的直徑與送氣管配合,直徑為Φ 4_，通孔的中心線平行於連接件的中心線，位於長方形截面的中心。環形槽位於下表面的一側安裝氣篩，氣篩與底座採用常規的機械連接方式連接。氣篩的高度為3_，氣篩上開有中心線與連接件中心線平行的通孔，通孔均勻分布，通孔直徑為Φ2_，相鄰通孔中心線之間的距離為4mm。連接件I為一直徑Φ50πιπι的圓盤，圓盤的高度為24mm，連接件的材料選用紫銅。連接件上送氣管的通孔中心線和送粉管的通孔中心線在一個平面上。噴嘴安裝在連接件上，噴嘴材料為不鏽鋼，噴嘴為圓柱體，其內孔直徑為Φ50。焊絲採用直徑I. 2mm的市售ER50-6實心焊絲(符合GB/T8110-2008)，導電嘴為由紫銅製成的與直徑I. 2_焊絲匹配的市售產品。藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成， 合金含量為88wt%，造渣穩弧劑含量為12wt% ;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 10% C, I. 1% Si, 2. 5% Mn, 1.0% Mo, I. 1% Cr, 5. 1% Ni, O. 5% Ti，餘為 Fe ;上述造渣穩弧劑以重量份計由以下材料混合製成金紅石30份，鉀長石10份，鎂砂4份，鈦酸鉀 3份，氟矽酸鈉2份，氟化鈉2份，氟化鋇6份。上述粉末的粒度為75微米 180微米(即粒度為-80目 +200目)。焊接保護氣體為CO2,保護氣體的流量為20L/min。送粉氣為富Ar混合氣體 Ar+20% C02+5% O2，送粉氣流量為15L/min，焊接電流為240A，電壓為23 25V，送粉量與焊絲熔化量的比值為O. 65。試驗結果表明，電弧燃燒穩定、焊縫表面覆蓋有一層厚度均勻的薄層熔渣，焊縫成型美觀，飛濺小。熔敷金屬的抗拉強度為835MPa，屈服強度為770MPa，伸長率為16 %，-40°C 衝擊功為81J。實施例4 採用實施例I的焊炬。焊絲採用直徑I. 2mm的市售ER50-6實心焊絲(符合GB/T8110-2008)，導電嘴為由紫銅製成的與直徑I. 2_焊絲匹配的市售產品。藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成， 合金含量為91wt%，造渣穩弧劑含量為9wt%;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 10% C，I. 25% Si, 3. 0% Mn, I. 20% Mo, I. 3% Cr,4. 9% Ni,O. 48% Ti，餘為 Fe ;上述造渣穩弧劑以重量份計由以下材料混合製成金紅石25份，鉀長石15份，鎂砂5份，鈦酸鉀3份，氟化鈉4份，氟矽酸鈉4份，氟化鋇7份，氧化鈰稀土(CeO2) 2份。上述粉末的粒度為75微米 180微米(即粒度為-80目 +200目)。焊接保護氣體為CO2,保護氣體的流量為20L/min。送粉氣為CO2,送粉氣流量為 15L/min，焊接電流為270A，電壓為25 28V，送粉量與焊絲熔化量的比值為O. 55。試驗結果表明，電弧燃燒穩定、焊縫表面覆蓋有一層厚度均勻的薄層熔渣，焊縫成型美觀，飛濺小。熔敷金屬的抗拉強度為915MPa，屈服強度為7980MPa，伸長率為 16%，-40°C衝擊功為 56J。
權利要求
1.一種專用於送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，其特徵在於所述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為88wt% 92wt%，造渣穩弧劑含量為12wt% 8wt% ;其中上述合金中以重量百分比計含有如下合金元素0. 06% O. 10% C，1.0% 5.O % Si，I. 2 % 3. 4 % Mn,O. 72 % I. 4 % Mo,O. 5 % I. 4 % Cr，I. 4 % 5. 2 % Ni，0.30% O. 70% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15 30份,鉀長石8 25份,鎂砂I 5份,鈦酸鉀2 10份,氟化鈉2 8份,氟娃酸鈉O 8 份，氟化鋇5 12份，氧化鈰稀土(CeO2) O 4份；其中金紅石的成分以重量比計TiO2含量不小於92% ;鉀長石成分以重量比計K2O和Na2O之和不小於12%，K2O不小於8%，SiO2 為62% 72%，A1203為17% 24%;鎂砂的成分以重量百分比計MgO不小於91 鈦酸鉀成分以重量比計K2TiO3含量不小於98% ;氟化鈉的成分以重量百分比計NaF不小於95% ； 氟矽酸鈉的成分以重量百分比計Na2SiF4不小於95% ;氟化鋇的成分以重量百分比計BaF2 不小於98% ;氧化鈰稀土 CeO2含量不小於99% ;上述粉末的粒度為75微米 180微米。
2.如權利要求I所述專用於送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，其特徵在於所述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為89wt% 91wt%，造渣穩弧劑含量為llwt% 9wt% ;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 06% O. 10% C， 3. 6% 5. 0% Si，I. 2% 2. 0% Mn，I. 0% I. 40% Mo，O. 5% O. 7% Cr，4. 5% 5. 0% Ni，O. 3% O. 45% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石 15 30份,鉀長石10 25份,鎂砂2 5份,鈦酸鉀2 10份,氟化鈉2 8份,氟娃酸鈉2 5份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。
3.如權利要求I所述專用於送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，其特徵在於所述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為88wt% 90wt%，造渣穩弧劑含量為12wt% 10wt%;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 06% O. 10% C，1.0% I. 2% Si,2. 4% 3. 2% Mn,O. 9% I. 20% Mo,O. 9% I. 2% Cr,4. 8% 5. 2% ^,0.4^-0.6% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石 15 30份,鉀長石10 25份,鎂砂2 5份,鈦酸鉀2 10份,氟化鈉2 8份,氟娃酸鈉2 5份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。
4.如權利要求I所述專用於送粉送氣功能焊炬的高強鋼焊接用藥粉，其特徵在於所述藥粉由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為90wt% 91wt%，造渣穩弧劑含量為10wt% 9wt% ;其中上述合金中以重量百分比計合金元素含量為0. 06% O. 10% C，I.0% I. 3% Si, 2. 4% 3. 2% Mn, I. 0% I. 30% Mo, I. I % I. 4% Cr, 4. 8% 5. 2% ^,0.4^-0.6% Ti，餘為Fe ;上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石 15 30份,鉀長石10 25份,鎂砂2 5份,鈦酸鉀2 10份,氟化鈉2 8份,氟娃酸鈉4 5份,氟化鋇6 12份,氧化鋪稀土(CeO2) O 4份。
全文摘要
本發明公開了一種具有薄層熔渣保護的高強鋼焊接用藥粉，是由合金和造渣穩弧劑均勻混合製成，合金含量為88wt％～92wt％，造渣穩弧劑含量為12wt％～8wt％；其中上述合金中以重量百分比計含有如下合金元素0.06％～0.10％C，1.0％～5.0％Si，1.2％～3.4％Mn，0.72％～1.4％Mo，0.5％～1.4％Cr，1.4％～5.2％Ni，0.30％～0.70％Ti，餘為Fe；上述造渣穩弧劑由以下重量份的材料混合製成金紅石15～30份，鉀長石8～25份，鎂砂1～5份，鈦酸鉀2～10份，氟化鈉2～8份，氟矽酸鈉0～8份，氟化鋇5～12份，氧化鈰稀土0～4份。應用本發明的藥粉並配合具有送粉送氣雙功能的焊炬使用，克服了高強鋼焊絲用盤條難以獲得，焊絲生產需要多道熱處理，成本較高的弊端。
文檔編號B23K35/362GK102581520SQ20121010144
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者孫俊生, 孫逸群, 焦恩理 申請人:山東大學