一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲的製作方法
2023-12-01 04:55:41
一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，採用鋼帶包裹藥粉混合而成，所述藥粉組成成分以重量百分比計為：電解錳1-8%、微碳鉻鐵0.5-5%、錳矽合金7-18%、鉬鐵2-10%、鎳4-10%、鉀長石0.1-2%、餘量為鐵粉；所述鋼帶組成成分以重量百分比計為：碳0.01-0.1%、錳0.1-0.4%、矽0.01-0.03%、硫0.005-0.015%、磷0.005-0.015%、餘量為鐵。本發明焊絲具有良好的工藝和理化性能，焊絲合金系統設計合理，焊絲綜合成本低，焊絲焊後幾乎無渣。
【專利說明】—種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焊絲，特別涉及一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲。
【背景技術】
[0002]藥芯焊絲是目前性價比最好的高效、低成本、自動化焊材。可用於自動焊和半自動焊，多用在核電工程、造船、機械、化工產業；藥芯焊絲可用於手工半自動焊、全自動角焊、強迫成型全自動立焊；流水線作業的機器人焊接；大型工程機械，高速的全自動平焊和平角焊。金屬粉型藥芯焊絲被評為「代替實心焊絲的焊接材料」，因為它既有渣量少的實心焊絲的長處，又兼備高熔敷速度、低飛濺性等熔渣型藥芯焊絲的優點，焊後幾乎無渣，很好的降低了焊工的勞動強度和提高了焊接效率。
隨著核電工程焊材國產化的需要，以及其應用工況的嚴苛，開發焊接工藝和理化性能良好金屬粉型藥芯焊絲已迫在眉睫。
【發明內容】
[0003]針對上述不足之處，本發明的目的之一就在於提供一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，該核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲具有良好的工藝和理化性能，焊絲合金系統設計合理，焊絲綜合成本低。
[0004]技術方案是:一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，採用鋼帶包裹藥粉混合而成，所述藥粉組成成分以重量百分比計為:
電解錳1-8%
微碳鉻鐵0.5-5%
錳矽合金7-18%
鑰鐵2-10%
鎳 4-10%
鍾長石0.1-2%
餘量為鐵粉；
所述鋼帶組成成分以重量百分比計為:
碳 0.01-0.1%
猛 0.1-0.4%
娃 0.01-0.03%
硫 0.005-0.015%
磷 0.005-0.015%
餘量為鐵。
[0005]作為優選，所述藥粉佔焊絲的重量百分比為12%_18%。
[0006]作為優選，所述鋼帶厚度為1.0-1.6mm。
[0007]作為優選，所述藥粉組成成分以重量百分比計為:電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金13.5%、鑰鐵4%、鎳8%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
[0008]作為優選,所述藥粉成分重量組成為:
電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金15.5%、鑰鐵4%、鎳6%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
[0009]作為優選，所述藥粉組成成分以重量百分比計為:電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金13.5%、鑰鐵5%、鎳8%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
[0010]作為優選，該焊絲為氣保焊絲，所述氣體採用Ar與C02，體積比為80%:20%。
[0011]作為優選，該焊絲熔敷金屬擴散氫含量小於4ml/100g。
[0012]本發明發明原理:
金屬錳:錳是重要的脫氧劑，同時也是焊縫金屬重要的合金劑。對焊縫金屬的強度和韌性有重要影響。錳可以降低奧氏體向鐵素體轉變溫度，促進AF (針壯鐵素體)形成。錳含量增加可以提高焊縫的低溫衝擊韌性，但太高時則相反。多次試驗確定Mn含量約(1-8%)時性能較佳。
[0013]錳矽合金:錳、矽都是重要的脫氧劑，同時Mn與Si的比值控制在3-8。錳還能與硫形成MnS，降低焊縫 的雜質含量。採用矽錳聯合脫氧，多次試驗確定其含量在(7-18%)左右時性能較好。
[0014]鑰鐵:鑰能顯著提高焊縫金屬強度，但過高會影響焊縫金屬韌性。為了控制過渡到焊縫金屬的鑰含量，鑰鐵控制在(2-10%)。
[0015]鎳:鎳作為孕育劑,細化晶粒、減小偏析、促進針狀鐵素體的形成,從而提高鐵素體的韌性。鎳還增加位錯能，促進低溫時螺旋位錯交滑移，增加裂紋擴展消耗功，也使韌性提高。控制在(4-10%)。
[0016]鉀長石:鉀長石是鉀、鈣等鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽酸鹽礦物，在焊接過程中能起造渣、穩定電弧、改善熔渣流動性的作用。鉀長石控制在(0.1-2%)。
[0017]鐵粉:提聞焊接效率和提供少量的氧用於穩弧。為了保證聞的溶敷效率，鐵粉控制在(50%-70%)。
[0018]本發明有益效果:
用本發明焊絲焊接後熔敷金屬:抗拉強580-700Mpa、屈服強度> 450Mpa、延伸率≥20%、0°C衝擊≥80J，-20°C衝擊達≥40J，熔敷金屬擴散氫含量≤4ml/100g。有效地提高了焊縫整體性能，解決了焊縫金屬低溫韌性不足的問題。焊接後幾乎無渣。並且焊接工藝性能良好，電弧穩定、飛濺小、焊縫成型美觀，採用短路過渡可以實現立向下焊接。
[0019]本發明焊絲生產工藝簡單、合金系統設計合理，焊絲綜合成本低。
[0020]本發明有一定比例的造渣劑和穩弧劑，從而保證電弧穩定燃燒，飛濺小、焊縫成型。
[0021]本發明含有適量的脫氧劑和合金劑，從而保證焊縫金屬力學性能，具有良好的塑性和韌性。
[0022]本發明含有大量的鐵粉，提高熔敷效率和保證焊接工藝性能。
[0023]本發明焊絲焊後幾乎無渣。
[0024]
【具體實施方式】[0025]下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0026]實施例1
選用14mm*0.9mm的鋼帶，其化學成分0.01-0.1%的碳、0.1-0.4%的錳、0.01-0.03%的矽、0.005-0.015%的硫、0.005-0.015%的磷，餘量的鐵，藥粉組成按重量百分數計，藥粉佔
焊絲重量的14.5%，其中的藥粉組成質量百分比為6%的電解錳、2%的微碳鉻鐵、13.5%的錳矽合金、4%的鑰鐵、8%的鎳、0.5%的鉀長石、其餘為鐵粉。
[0027]焊接參數:I=250-260A、U=28_30V、氣體流量20L/min、80%Ar+ 餘量 C02，焊後熱處理:615°C *lh 615°C *16h
熔敷金屬化學成分(％)
【權利要求】
1.一種核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，採用鋼帶包裹藥粉混合而成，其特徵在於: 所述藥粉組成成分以重量百分比計為: 電解錳1-8% 微碳鉻鐵0.5-5% 錳矽合金7-18% 鑰鐵2-10% 鎳 4-10% 鍾長石0.1-2% 餘量為鐵粉； 所述鋼帶組成成分以重量百分比計為:
碳 0.01-0.1%
猛 0.1-0.4%
娃 0.01-0.03%`
硫 0.005-0.015%
磷 0.005-0.015% 餘量為鐵。
2.根據權利要求1所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於: 所述藥粉佔焊絲的重量百分比為12%-18%。
3.根據權利要求1所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於:所述鋼帶厚度為1.0-1.6mm。
4.根據權利要求1所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於所述藥粉組成成分以重量百分比計為: 電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金13.5%、鑰鐵4%、鎳8%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
5.根據權利要求1或2所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於所述藥粉成分重量組成為: 電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金15.5%、鑰鐵4%、鎳6%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
6.根據權利要求1所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於所述藥粉組成成分以重量百分比計為:電解錳6%、微碳鉻鐵2%、錳矽合金13.5%、鑰鐵5%、鎳8%、鉀長石0.5%、餘量為鐵粉。
7.根據權利要求1所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於:該焊絲為氣保焊絲，所述氣體採用Ar與C02，體積比為80%:20%。
8.根據權利要求1-7任一權利要求所述的核電工程用高韌性金屬粉型藥芯焊絲，其特徵在於:該焊絲熔敷金屬擴散氫含量小於4ml/100g。
【文檔編號】B23K35/30GK103551758SQ201310471212
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】陳耕耘, 蔣勇, 楊春樂, 邱振生, 趙建倉, 王淦剛, 鄧小雲, 匡豔軍, 朱平, 郭棲利, 黃騰飛 申請人:四川大西洋焊接材料股份有限公司, 中廣核工程有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司