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1、10申请公布号CN104148824A43申请公布日20141119CN104148824A21申请号201410437675222申请日20140901B23K35/30200601B23K35/368200601B23K35/365200601B23K9/17320060171申请人四川大西洋焊接材料股份有限公司地址643010四川省自贡市大安区马冲口街2号72发明人蒋勇任军陈维富马彦龙74专利代理机构成都华典专利事务所普通合伙51223代理人徐丰54发明名称一种高韧性气电立焊用药芯焊丝57摘要一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，其特征在于，所述药芯中各组分以全部焊丝的重量。
2、百分比计，分别为CAF205065；碳酸钠040060；含钾化合物010025；铝（AL）粉010020；钼铁粉01030；电解锰1530；硅铁06075；石英砂01015；钛铁0608；氧化铝01015；铁粉1520；所述药芯的填充率为1912685。本发明通过药芯成分的有机组配并与低碳钢外皮配合，提供一种焊接工艺性能和理化性能良好的气电立焊药芯焊丝，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝正反面成型好，再引弧性能良好，完全满足气电立焊的高需求标准。51INTCL权利要求书2页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页10申请公布号CN104148。
3、824ACN104148824A1/2页21一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，其特征在于，所述药芯中各组分以全部焊丝的重量百分比计，分别为CAF2050065；碳酸钠040060；含钾化合物010025铝（AL）粉010020；钼铁粉010030；电解锰1530；硅铁060075；石英砂010015；钛铁0608；氧化铝010015；铁粉1520；所述药芯的填充率为19102685。2根据权利要求1所述高韧性气电立焊用药芯焊丝，其特征在于所述低碳钢外皮包括以下组分，以全部焊丝的重量百分比计，分别为C001010；MN0104；SI001003；S00050015；P00050。
4、015；余量为铁。3根据权利要求1所述高韧性气电立焊用药芯焊丝，其特征在于药芯焊丝的直径为16MM。4据权利要求1所述高韧性气电立焊用药芯焊丝，其特征在于所述药芯填充率为2025。5据权利要求1所述高韧性气电立焊用药芯焊丝，其特征在于所述药芯组分中含钾化合物为钾长石或碳酸钾,或两者的组合；含钾化合物为碳酸钾时，其重量占全部焊丝重量的012017。6据权利要求1所述高韧性气电立焊用药芯焊丝，其特征在于所述药芯组分重量百分比中，CAF2碳酸钠54，电解锰硅铁41。7制备权利要求16任一项所述高韧性气电立焊用药芯焊丝的方法，其特征在于，采用以下步骤将药芯中各成分按比例混合均匀后，将药芯置于低碳钢外皮。
5、上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得所述高韧性气电立焊用药芯焊丝。8据权利要求16任一项所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在焊接中的应用，其特征在于所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在垂直气电立焊中的焊接参数为电压范围为3241V之间，电流范围为340410A。9据权利要求16任一项所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在焊接中的应用，其特征在于所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在垂直气电立焊中焊接要求的坡口角度为225，背权利要求书CN104148824A2/2页3面坡口间隙为51MM，正面间隙171MM。权利要求书CN104148824A1/5页4一种高韧性气电立焊用药芯焊丝技术领域0001本发明属于焊接材。
6、料技术领域，涉及一种高韧性气电立焊用药芯焊丝。背景技术0002气电立焊是一种高效的焊接方法，气电立焊是由普通熔化极气体保护焊和电渣焊发展而形成的一种熔化极气体保护电弧焊方法。其焊接效率及焊接质量均较高，主要应用于船舶的外壳板的中厚板焊接，也可应用于相应尺寸的桥梁箱式梁腹板及大型储罐侧板的中厚板的焊接。0003随着社会经济快速增长，船舶运输行业兴盛，高韧性高强度的焊接成为发展重点，气电立焊作为一种高效的焊接方法具有很大的发展空间。但目前中国境内研究生产的焊丝常常出现焊接力学性能不稳定的情况,工艺性能不能满足气电立焊的高需求。0004当前所有气电立焊药芯焊丝的使用基本全都依赖进口，市场被发达国家大。
7、公司垄断，使得气电立焊成本高昂，不利于普及。但随着中国造船工业和石油储备行业的发展，迫切需要一种成本低、焊接力学效果好的气电立焊用焊丝。发明内容0005本发明通过药芯成分的有机组配并与低碳钢外皮配合，提供一种焊接工艺性能和理化性能良好的气电立焊药芯焊丝，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝正反面成型好，再引弧性能良好，完全满足气电立焊的高需求标准。0006为实现本发明目的，本发明采用的技术方案如下一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，其特征在于，所述药芯中各组分以全部焊丝的重量百分比计，分别为CAF2050065；碳酸钠040060；含钾化合物010025；铝（AL）粉0。
8、10020；钼铁粉010030；电解锰1530；硅铁060075；石英砂010015；钛铁0608；氧化铝010015；铁粉1520；所述药芯的填充率为1912685。0007进一步地，所述低碳钢外皮包括以下组分，以全部焊丝的重量百分比计，分别为C001010；说明书CN104148824A2/5页5MN0104；SI001003；S00050015；P00050015；余量为铁。0008优选地，所述药芯焊丝的直径为16MM。0009优选地，所述药芯填充率为2025。0010制备上面所述的高韧性气电立焊用药芯焊丝的方法，其特征在于，采用以下步骤将药芯中各成分按比例混合均匀后，将药芯置于低碳钢外。
9、皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得所述高韧性气电立焊用药芯焊丝。0011优选地，所述药芯组分中含钾化合物为钾长石或碳酸钾，或两者的组合；含钾化合物为碳酸钾时，其重量占全部焊丝重量的012017。0012优选地，所述药芯组分重量百分比中，CAF2碳酸钠54，电解锰硅铁41。0013优选地，所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在垂直气电立焊中的焊接参数为电压范围为3241V之间，电流范围为340410A。0014优选地，所述高韧性气电立焊用药芯焊丝在垂直气电立焊中焊接要求的坡口角度为225，背面坡口间隙为51MM，正面间隙171MM。0015本发明中各组分的作用及机理电解锰锰是重要的脱氧剂，。
10、同时也是焊缝金属重要的合金剂。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF（针状铁素体）形成；锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反，此外，锰还能与硫形成MNS，降低焊缝的杂质含量。MN能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，因此适量的加入可以提高焊缝金属的低温韧性，同时提高强度。在本发明中MN是以电解锰的形式加入的，占焊丝的总重量百分比1530。加入过多会造成强度升高，冲击值降低。0016硅铁硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂，硅可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反；采用硅锰联合脱氧其效果较好。SI可以与MN形成已。
11、成熟的韧化机理，同时能够起到联合脱氧的作用。SI主要来源于硅铁，当硅铁重量百分比在060075之内时力学性能良好，大于075时其强度增加，冲击韧性下降。0017铝粉铝是强脱氧剂，对控制焊缝金属的含氧量具有重要作用，同时还能起到稳弧的作用；但含量过高时会增加焊接烟尘，于焊工的健康不利。0018钼铁钼细化焊缝金属晶粒尺寸，能显著提高焊缝金属强度，但过高会影响焊缝金属韧性。为了控制过渡到焊缝金属的钼含量，主要来源于钼铁。MO能显著提高焊缝金属强度，主要来源于钼铁。钼铁占焊丝总重量的0103。但大于03会影响焊缝金属韧性，小于01时对其强度影响不大。MO的适量增加对于焊缝金属冲击功的提高有益的作用。0。
12、019氟化物氟用以降低熔敷金属中扩散氢的含量，但氟化物含量过高，焊接时电弧不稳、飞溅变大、电弧声音变差，主要来源于氟化钙、氟硅酸钠、氟硅酸钾或冰晶粉。氟化物可以增强电弧吹力，提高电弧稳定性。同时有助于提高抗气孔性能，降低了扩散氢含量，有利于焊缝低温韧性的增强。在本发明中，氟化物以CAF2形式存在。当CAF2重量比值在说明书CN104148824A3/5页605065时，其工艺性能良好、成型美观，比值小于05时烟雾较小、焊缝成型较差、熔渣分布不均匀；比值大于065时烟雾较大、焊缝成型较差、焊接电弧不稳。0020铁粉药芯中加入铁粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于稳弧，为了保证高的熔敷效率、主要来源。
13、于还原铁粉或雾化铁粉。0021SIO2是一种酸性物质，降低了碱度，能影响抗气孔能力，SIO2参与造渣，调整渣的凝固点、表面张力及熔渣高温粘度，对焊缝成形的控制非常重要。0022AL2O3是高熔点物质，在配方中使用，提高熔渣表面张力的提高熔渣温度，起到改善焊缝成型起着稳弧、造渣的作用。0023含钾化合物K2O低电离度氧化物，能偶提供电子，起到稳定电弧的作用，提高焊接工艺性能。0024碳酸钠NA2O低电离度氧化物，能偶提供电子，与K2O联合起到更好稳定电弧的作用，提高焊接工艺性能。0025TI铁TI能细化焊缝金属组织，保证焊缝金属获得针状铁素体组织，保证熔覆金属获得良好的力学性能。0026本发明提。
14、供了一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，有益效果如下一、本发明采用CAF2SIO2并与K2O、AL2O3、NA2O、SIO2和TIO2共同作用，获得一种成本较低的气电立焊药芯焊丝，其焊接工艺性能良好，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝正反面成型好，再引弧性能良好，完全满足气电立焊的高需求标准。0027二、本发明提供一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，药芯组分中采用MOTI合金系统，保证焊丝具有良好的力学性能，熔敷金属韧性良好，抗拉强度大于580MPA，延伸率大于25，20冲击吸收能量达到80J。0028三、本发明提供一种高韧性气电立焊用药芯焊丝，焊接后的熔敷金属中具有超低的S、P含量（S、P总量。
15、小于0025），降低焊丝熔敷金属产生结晶裂纹的可能性。具体实施方案0029实施例1采用碳钢钢带作为焊丝的外皮，C00101WT、MN0104WT、SI001003WT、S00050015WT、P00050015WT，余量为铁的低碳钢薄带作为焊丝的金属外皮；以配制生产100KG焊丝为例，本实施例药芯占整个焊丝重的2165WT，药芯中各成分为氟化钙06KG、碳酸钠045KG、钾长石02KG、铝（AL）粉010KG、钼铁粉03KG、电解锰16KG、硅铁06KG、石英砂01KG、钛铁07KG、氧化铝01KG、铁粉169KG，至药芯配料总重2165KG；然后将药芯中各成分混合均匀后待用。0030将钢带置。
16、于焊丝成型机内，陆续将待用的药芯混合料注入横向弯制成“U”型的钢带凹槽内，进而卷制成丝、经细拉至16MM即成。0031本实施例焊接参数I340350A、U3233V、气体流量25L/MIN、采用CO2气体保护，CO2气体纯度9998以上，其焊丝熔敷金属化学成分见表1，熔敷金属力学性能见表2表1熔敷金属化学成分（WT）说明书CN104148824A4/5页7表2熔敷金属力学性能扩散氢含量45ML/100G。0032实施例2焊丝的外皮与实施例1相同，以配制生产100KG焊丝为例，本实施例药芯占整个焊丝重的2285WT，药芯中各成分为氟化钙06KG、碳酸钠045KG、钾长石02KG、铝（AL）粉01。
17、0KG、钼铁粉03KG、电解锰17KG、硅铁06KG、石英砂01KG、钛铁070KG、氧化铝01KG、铁粉18KG，至药芯配料总重2285KG；其余与实施例1相同，其焊丝熔敷金属化学成分见表3，熔敷金属力学性能见表4表3熔敷金属化学成分（WT）表4熔敷金属机械性能扩散氢含量39ML/100G。0033实施例3焊丝的外皮与实施例1相同，以配制生产100KG焊丝为例，本实施例药芯占整个焊丝重的2415WT，药芯中各成分为氟化钙06KG、碳酸钠045KG、钾长石02KG、铝（AL）粉020KG、钼铁粉03KG、电解锰19KG、硅铁06KG、石英砂01KG、钛铁07KG、氧化铝01KG、铁粉19KG，。
18、至药芯配料总重2415KG；然后将药芯中各成分混合均匀后待用。0034将钢带置于焊丝成型机内、陆续将待用的药芯混合料注入横向弯制成“U”型的钢带凹槽内，进而卷制成丝、经细拉至16MM即成。说明书CN104148824A5/5页80035本实施例焊接参数I370380A、U3738V、气体流量30L/MIN、采用CO2气体保护，CO2气体纯度9998以上。其焊丝熔敷金属化学成分见表5，熔敷金属力学性能见表6表5熔敷金属化学成分（WT）表6熔敷金属机械性能扩散氢含量35ML/100G。0036上述药粉均需经过低温烘培后，通过V型搅拌机搅拌均匀。0037以上实例，对本发明的目的、技术方案及其相应效果进行了具体说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明所举的具体实例，并不用于限制本发明，凡是在本发明要求之内，所做的任何修改、替换、改进等均属于本发明的保护权限之内。说明书CN104148824A。