一種氣保護(hù)藥芯焊絲及其制備方法以及氣保護(hù)焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及焊絲領(lǐng)域領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣保護(hù)藥芯焊絲、制備方法以及使 用該焊絲的氣保護(hù)焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 藥芯焊絲是由薄鋼帶卷成圓形鋼管或異形鋼管的同時(shí)，填滿一定成分的藥芯粉后 經(jīng)拉制而成的一種焊絲。藥芯粉所起作用和涂料焊條的藥皮相似，具有：穩(wěn)定電弧、脫氧、脫 氮、脫硫、保護(hù)熔滴和熔池免受空氣的氧化、氮化、添加合金元素、改善接頭力學(xué)性能以及輔 助焊縫成形等作用。
[0003] -般而言，藥芯焊絲的截面形狀越復(fù)雜、越對(duì)稱、藥芯粉的冶金反應(yīng)和保護(hù)作用越 充分，熔敷金屬含氫、氮量就越少。但是隨著藥芯焊絲直徑的減小，這些差別將逐漸縮小。當(dāng) 直徑減小到1. 6mm時(shí)，不同截面形狀藥芯焊絲的冶金性能及電弧穩(wěn)定性能等，基本趨于一 致。所以，目前直徑2. 0mm以下的焊絲一般采用簡(jiǎn)單的"0"型截面。
[0004] 藥芯焊絲幾乎具有其它熔焊材料所有的優(yōu)點(diǎn)，且其優(yōu)良的綜合使用性能和熔敷金 屬力學(xué)性能是其它焊接材料難以匹敵的。研究和使用效果表明，藥芯焊絲具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)具有良好的焊接工藝性能；(2)具有良好的化學(xué)冶金性能，熔敷金屬力學(xué)性能高，抗氣 孔、抗裂紋能力強(qiáng)；（3)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接程度好；(4)能比較方便地調(diào)制成各種類(lèi)型的金屬 焊接材料；（5)用途廣，不僅用于連接，也可用于表面防護(hù)，還可以用于各種金屬快速成形 的填充材料等。
[0005] 藥芯焊絲與手工焊條相比具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，把斷續(xù)的焊接過(guò)程變?yōu)檫B 續(xù)的生產(chǎn)方式，它在焊接時(shí)不需更換焊條，從而減少了接頭數(shù)目，節(jié)約更換焊條、引弧和收 弧等輔助工序時(shí)間，可進(jìn)行自動(dòng)化和半自動(dòng)化作業(yè)；其次，藥芯焊絲熔敷效率高，并且飛濺 小，提高了焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率；此外，由于藥芯焊絲焊接電流密度大，電弧穿透力強(qiáng)，而人 工工時(shí)費(fèi)低，因而電能消耗也比手工焊條減少許多。
[0006] 藥芯焊絲與實(shí)芯焊絲相比其優(yōu)勢(shì)主要有：第一，操作工藝性能優(yōu)良。藥芯焊絲在藥 芯組分中加入了穩(wěn)弧劑、造渣劑、合金劑等，因此電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡平穩(wěn)，飛濺大為減 少，克服了實(shí)芯焊絲飛濺大、成形差的固有弊病。第二，藥芯焊絲焊縫成形美觀。藥芯焊絲 焊接過(guò)程有熔渣的輔助作用，熔融金屬依靠渣的表面張力生成一個(gè)軟的鑄型，有利于焊縫 金屬的成型。而實(shí)芯焊絲無(wú)法依靠渣的作用，只依靠熔融金屬自身的粘性，重量和表面張力 形成焊縫，故實(shí)芯焊絲焊縫波紋較粗，余高較大。第三，藥芯焊絲焊縫力學(xué)性能好，尤其是沖 擊韌性高，可用于許多重要的焊接結(jié)構(gòu)。藥芯焊絲焊接過(guò)程是氣-渣聯(lián)合保護(hù)，焊縫的純 凈度高，s、P、N、H、0含量低，同時(shí)藥芯焊絲可通過(guò)鋼皮和藥芯兩種途徑過(guò)渡合金元素，合金 系調(diào)整方便，可充分利用現(xiàn)有焊接冶金理論，獲得優(yōu)良的力學(xué)性能。第四，藥芯焊絲品種較 多。目前，藥芯焊絲的品種已包括了各種常用的金屬材料，如低碳低合金鋼系列、不銹鋼系 列、耐熱鋼系列、堆焊合金系列等。
[0007] 雖然現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)藥芯焊絲的組分配方以及生產(chǎn)的研究己經(jīng)有了一定的成果， 然而，現(xiàn)有技術(shù)在提高焊接質(zhì)量，降低焊接煙塵以及較少焊接飛濺方面仍有所不足。
[0008] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種氣保護(hù)藥芯焊絲，所述的藥芯焊絲中，通過(guò)對(duì)焊 絲藥芯中組分的選擇以及含量的調(diào)整，能夠有效控制焊絲在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的煙塵以及飛 濺的現(xiàn)象，同時(shí)還能夠提高焊接的質(zhì)量。
[0010] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的藥芯焊絲的制備方法，本申請(qǐng)發(fā)明所述方 法中，以本申請(qǐng)所述藥芯焊絲藥芯粉作為原料，并通過(guò)對(duì)藥芯粉中各原料的充分烘干以及 混合，從而能夠得到藥芯粉分散更加均勻的焊絲。
[0011] 本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種焊接方法，該方法中，由于使用了本申請(qǐng)所述 藥芯焊絲，因而能夠有效抑制焊接中廣生的煙塵及飛派現(xiàn)象，并能夠提尚焊接質(zhì)量。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0013] 本發(fā)明申請(qǐng)中所述氣保護(hù)藥芯焊絲中，藥芯粉組分為：Mg0、CaF2、Si02、Ti02、Fe304、 K2C03、Na2C03、鋁鎂合金、Cr以及鐵粉。其中，所述藥芯焊絲中，藥芯粉各組分質(zhì)量百分比分 別為Mg05%-10%、CaF2 5%-10%、Si02 5%-10%、Ti02 30%-40%、Fe304 1 %-5%、K2C03 1%-2%、似2〇)31%-6%、鋁鎂合金5%-10%、〇2%-3%，余量為鐵粉。
[0014] 本申請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)對(duì)MgO加入量的控制，有效減少了焊接過(guò)程中飛濺現(xiàn)象的產(chǎn) 生。同時(shí)，通過(guò)加入K2C〇ANa2C03，能夠提高所述藥芯焊絲穩(wěn)定電弧的效果。同樣的，本申 請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)加入四氧化二鐵，能夠提尚脫漁性；同時(shí)，四氧化二鐵也會(huì)提尚電弧能量，提 高焊接質(zhì)量。進(jìn)一步的，本申請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)加入Cr，能夠提高熔敷金屬的強(qiáng)度以及低溫韌 性。
[0015] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述1(20)3與Na2C03的質(zhì)量比為1:1-1:3;優(yōu)選的，本申請(qǐng) 發(fā)明中，所述K2C(V^Na2C03的質(zhì)量比為1:2。
[0016] 本申請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)對(duì)藥芯粉中1(20)3與Na2C03比例的調(diào)整，進(jìn)一步提高了本發(fā)明 所述藥芯焊絲穩(wěn)定電弧的效果。可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲的外皮為低碳鋼帶， 其中，所述低碳鋼帶為含鈦鋼帶；其中，所述低碳鋼帶中含有Ti以及A1。
[0017] 本申請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲的外皮的低碳鋼帶中由于含有Ti、Al，從而可以抑制 焊接過(guò)程中一氧化碳以及二氧化碳的產(chǎn)生。由于一氧化碳和二氧化碳對(duì)焊接過(guò)程中煙塵的 產(chǎn)生起到了重要的作用，因而，含有Ti、A1的低碳鋼帶就能夠有效抑制焊接過(guò)程中煙塵的 產(chǎn)生。
[0018] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述低碳鋼帶中Ti含量為0. 04-0. 2%。
[0019] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述低碳鋼帶中A1含量為0.04-0. 1%。
[0020] 本申請(qǐng)發(fā)明中，所述低碳鋼帶中Ti含量與A1含量比例為1:2-3:1。
[0021] 本申請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)對(duì)低碳鋼帶中Ti、A1比例的調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)一步提高抑制焊接 過(guò)程中煙塵產(chǎn)生的效果。
[0022] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲中藥芯的填充率為10 % -20 %;優(yōu)選的，本申 請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲中藥芯的填充率為15% -18%。
[0023] 本申請(qǐng)發(fā)明中，通過(guò)對(duì)藥芯焊絲中藥芯填充率的調(diào)整和優(yōu)化，使得本申請(qǐng)發(fā)明焊 絲既能夠在焊接中實(shí)現(xiàn)熔渣對(duì)焊縫的充分覆蓋，又不會(huì)由于熔渣過(guò)多而造成的焊縫不美 觀。
[0024] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲的直徑為1.2-2. 0mm;優(yōu)選的，本申請(qǐng)發(fā)明 中，所述藥芯焊絲的直徑為1.3-1. 8mm;更優(yōu)選的，本申請(qǐng)發(fā)明中，所述藥芯焊絲的直徑為 1. 6-1. 7mm〇
[0025] 同時(shí)，本申請(qǐng)發(fā)明中還提供了一種氣保護(hù)藥芯焊絲的制備方法，其包括如下步驟： 首先，將鋼帶加工成U形槽；然后在U形槽鋼帶中填入藥芯粉，將裝入藥芯粉的U形鋼帶由 閉合成型乳輥乳成管狀焊絲；最后，將管狀焊絲被送入拔絲機(jī)，通過(guò)拉拔減徑加工得到目標(biāo) 氣保護(hù)藥芯焊絲。
[0026] 本申請(qǐng)發(fā)明方法中，通過(guò)對(duì)藥芯粉中各原料的充分烘干以及混合，從而能夠得到 藥芯粉分散更加均勻的焊絲。
[0027] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明方法中，所述烘干分兩步進(jìn)行，第一步是將各原料分別在 160°C下烘干3小時(shí)；第二步，是將各原料分別再在240°C條件下烘干5小時(shí)。進(jìn)一步的，本 申請(qǐng)所述方法中還包括將烘干后原料放入爐內(nèi)保溫的步驟，所述保溫溫度為80°C。
[0028] 可選的，本申請(qǐng)發(fā)明所述方法中，所述混粉時(shí)間為40-60分鐘；優(yōu)選的，本申請(qǐng)發(fā) 明所