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れ械制造文摘一一焊接分册
专利信息
不锈钢药芯焊丝李风辉编译
(中国钢研科技集团有限公司,北京100081)
0前言
即使电流不大,也会增大母材的变形量。
进一步试验表明,在药粉比例高的焊丝中,提高药
药芯焊丝在不锈钢焊接中得到广泛应用。厚板不粉中造渣成分的比例,可以调整熔敷速度到合适水平。
锈钢焊接的情况很少,实际应用大部分都是薄板。薄通常情况下,熔渣过量易造成焊接缺陷,如夹渣,所以
板焊接一般需要采用小直径焊丝。当焊接2mm厚的必须将药粉中造渣成分调整到合适比例。脱渣性和再
薄板时,通常采用0.8mm的焊丝,80~150A的电起弧性能也很重要。试验表明,即使药粉比例很高,对
流,可以获得良好的焊接性能。这时如果用如1.2mm于特定的药粉成分,也可以获得焊接过程稳定,焊道成
的焊丝效果是比较差的。而生产小直径药芯焊丝是比形、脱渣和再起弧性能优良的焊丝
较困难的,需要将丝拉拔后进行退火处理,与的l.2mm
和1.6mm的药芯焊丝相比,其生产成本更高。本专
1焊药成分说明
利是开发一种不锈钢药芯焊丝,可用于不锈钢薄板焊1.1TO2为5.5%~10.0%
接,且直径可大于1.2mm,具有优良的可操作性。
TiO2是主要的造渣成分,可以改善熔渣的流动性、
本发明药粉组分(占整个焊丝比例)如下:TiO2为覆盖性和脱渣能力,也能够增加导电性,从而改善再弓
5.5%-10.0%,SiO2为1.5%~3.0%,Al2O3为0.5%弧性。为了实现这些作用,要求TiO2不能少于5.5%。
~1.5%,氟化物(以F-量计算)为0.1%~0.15%。药另一方面,当TO2超过10%时,会增大渣的粘度,易造
粉占整个焊丝成分的25%~45%,造渣成分占整个焊成夹渣缺陷。T02可以金红石,钛白粉等形式加入
丝成分的8%~14%。ZrO2限制在0.1%以下。
合理的TiO2加入量范围是5.5%~8.0%。
本发明药芯焊丝在小电流和常规电流时都具有优1.2SiO2为1.5%~3.0%
良的焊接工艺性。
加人SiO2可以改善小电流时的熔滴过渡,改善焊
本发明的另一个特点是效率高,其焊芯直径可大道成形。其加人量大于1.5%时才能起到作用。但加
于1.2mm。此外,为进一步提高焊丝工艺性能,最好入量大于3.0%时,会引起脱渣困难。S(O2可以以石英
将药粉比例控制在30%~40%,造渣成分控制在9%或长石的形式加入。
12%
1.3A2O3为0.5%~1.5%
当焊接不超过3mm的不锈钢薄板时,采用1.2
Al203也是主要的造渣成分,并且可以改善焊道成
mm的焊丝,焊接电流不能小于120A。在电流过小的形。Al203还有调节熔渣粘度的作用。当加入量大于
情况下,会出现飞溅大,焊道成形不良的现象。经过试1.5%时,会增大熔渣粘度,易造成夹渣,另外会使脱渣
验发现,増大药粉比例,减小外皮厚度时,相应增加了困难。A12O3可以以氧化铝,或复合物,如长石的形式
电流密度,可以改善d12m焊丝在小电流时的工艺加入。
性。但是这样做带来另外一个问题,这种焊丝与没有1.4氟化物(以F含量计)为0.1%~0.15%
减薄外皮厚度的焊丝相比,单位长度的电阻增加了,这
当加人量大于0.1%时,氟化物可改善抗气孔性。
样会使焊缝金属量增加,这明显提高了嫆敷速度(焊缝另外,可以促进熔滴过渡和改善低电流时的电弧稳定
金属g/min)。嫆敷率提高会増大焊缝金属的热收缩,性。当F~加入量大于0.15%时,会产生很大的烟尘和
飞溅。氟化物的加入形式可以是氟化钾、氟化钠、氟硅
注:①US6734395B2
酸钾的形式,也可以有机物的形式加入,如四氟乙烯。
2013年第4期4
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专利信息
机械制造文摘一一焊接册
无论以哪种形式加人,其加入量都应限制在前面提到Fe的氧化物,不包括氟化物、Bi203和碱金属氧化物,因
的范围内。
为这些成分易汽化,很难在渣壳中存在。
1.5ZrO2≤0.1%
在焊丝中,药粉比例越高,造渣成分越要限制,这
Znr02可以增大熔渣的粘度,改善焊道的成形,防止是为了调节焊缝金属量。当造渣成分低于8%时,焊缝
消渣,提高全位置焊性能。但是根据现有研究发现,在金属量大大增加,会增大母材变形量。并且,熔渣量下
渣系中加入ZrO2,会使渣壳变硬,引起脱渣困难。另降时,会使焊道表面覆盖不匀,恶化成形和脱渣。当造
外,当断弧时,坚硬的渣壳会牢牢覆盖在焊丝顶端,使渣成分超过14%时,熔渣量过大,易引起夹渣缺陷。且
再起弧变得困难。所以ZO2应限制在0.1%以下。
太厚的渣壳也会使脱渣变得困难。推荐的造渣成分的
1.6药粉比例为25%~45%(占整个焊丝比例)
范围是9%~12%。
目前的研究认为药粉的比例应该控制在25%
此外,为了改善脱渣性能,也可以加入Bi2O3和
45%。对于小1.2mm的焊丝,当药粉比例低于25%Si、T、Al、Mn等可作为脱氧元素被加入。Ni、Cr、Mo、
时,相应的外皮需要加厚,这会降低电流密度,恶化在Nb、C、N、Fe可作为调节焊缝成分的元素被加入
小电流时的工艺性。当药粉比例大于45%时,外皮变
薄电流密度过大,嫆敷率提高,不适于薄板焊接。多2具体试验方案
外,外皮太薄时会降低焊丝强度,影响送丝稳定性。更
表1,表2列出了试验药芯焊丝中药粉的成分,药
推荐的药粉比例是30%~40%。
粉比例和造渣成分比例。表3是试验药芯焊丝所用不
1.7造渣成分比例为8%~14%
锈钢带的成分。表中空白部分表示所对应成分没有加
造渣成分包括TiO2、SiO2、Al2O23、Mg0、7aO2和所有人。试验焊丝直径均为1.2mm
表1符合本专利规定的配方实例(质量分数,%)
焊丝编号
9
3
14
Ti02
6.25.69.716.26.26.26.26.26.216,26.27.5
2.612.612.41.613.012.62.612.62.62.612.6
ALO
0.70.710.710.70.70.61.50.710.710.710.71,20.70.8
Nap
0.30.30.3
0.3「0.3
0.10.
0.1
K, SIF
0.
0.20.10.20.320.1
氟
Lif
0.1
0.0510.1
化
药物
粉
0.1
0.1
中
非
0.1
0.10.1
金
属
PIFB
0.
组
折合成F
0.140.140.1410.1010.1210.1410.140.100.1510.120.1310.1310.130.12
Zro
0.110.02
Mgc
0
Feo
0.2
BiO
0.070.070.07
0710.0710.0710.0710.0710.0710
N,
0.1310.130.1310.1010.10
1310.1310.1310.1310.1310.1