一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310647946.2	申请日：	2013.12.04
公开号：	CN103659039A	公开日：	2014.03.26
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B23K 35/22申请日:20131204\|\|\|公开
IPC分类号：	B23K35/22; B23K35/40	主分类号：	B23K35/22
申请人：	宁波隆兴焊割科技股份有限公司
发明人：	邬剑敏; 赵善军
地址：	315131 浙江省宁波市鄞州区横溪镇禄广桥
优先权：
专利代理机构：	宁波市鄞州盛飞专利代理事务所(普通合伙) 33243	代理人：	张向飞
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明涉及一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法，该药芯焊丝包括采用钢带制成的呈圆柱状的外皮，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内填充有包括以下重量份粉料的药芯粉：金属粉45-60份，合金粉40-50份，矿石粉8-18份。其制备方法是先配制药芯粉，同时将钢带轧成U形槽结构并加入占药芯焊丝总重17-19%的药芯粉，然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中，最后经过拉丝机逐道拉拔、减径得到超音速火焰喷涂型药芯焊丝。本发明制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊接速度快、效率高、焊接时飞溅小、焊缝成型好、焊接烟尘少，焊层表面渣的产生量少，焊件无凹坑、气孔。

权利要求书

权利要求书
1.  一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：
金属粉：45-60份，合金粉：40-50份，矿石粉：8-18份；
其中所述的金属粉为铁粉、镍粉、铬粉中的一种或多种，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉中的一种或多种，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为80-300目。

2.  根据权利要求1所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：
金属粉：48-60份，合金粉：43-49份，矿石粉：10-15份；
其中所述金属粉为铁粉、镍粉、铬粉，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为80-160目。

3.  根据权利要求1或2所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：铁粉：30-35份，镍粉：3-5份，铬粉：15-20份，锰铁合金粉：10-12份，硅锰合金粉：30-31份，铝镁合金粉：3-4份，钼铁合金粉：7-8份，钛铁合金粉：1-3份，金红石粉：10-15份。

4.  根据权利要求1-3所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述金属粉中铁粉的成分为：Fe≥99.0%，C≤0.05%，Si≤0.10%，Mn≤0.3%，P≤0.02%，S≤0.02%，O≤0.5%；镍粉的成分为：Ni≥99.0%，C≤0.02%，P≤0.01%，S≤0.01%；铬粉的成分为：Cr≥99.0%，C≤0.02%，Si≤0.25%，Fe≤0.35%，P≤0.01%，S≤0.02%，O≤0.35%。

5.  根据权利要求1-3所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述合金粉中锰铁合金粉的成分为：Mn：80-87%，C≤1.0%，Si≤1.5%，P≤0.2%，S≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质；硅锰合金粉的成分为：Si：23.0-27.0%，Cr≤1.0%， P≤0.10%，S≤0.04%，余量为Mn以及不可避免的杂质；铝镁合金粉的成分为：Al：45-48%，Mg：52-55%，Fe≤0.4%，其中，Al+Mg≥98.5%；钼铁合金粉的成分为：Mo：55.0-80.0%，Si≤1.0%，S≤0.10%，P≤0.08%，C≤0.20%，Cu：0.50%，Sb≤0.05%，Sn≤0.06，余量为Fe以及不可避免的杂质；钛铁合金粉的成分为：Ti：21.0-23.0%，Si≤4.5%，Al≤8.0%，Mn≤2.5%，S≤0.04%，P≤0.05%，C≤0.20%，Cu≤0.30%，余量为Fe以及不可避免的杂质。

6.  根据权利要求1-3所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述矿石粉中金红石粉的成分为：TiO2≥97.0%，FeO≤0.5%，S≤0.03%，P≤0.05%。

7.  一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝，其特征在于，包括呈圆柱状的外皮，所述外皮采用钢带制成，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，所述的通孔内填充有如权利要求1所述的药芯粉。

8.  根据权利要求7所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝，其特征在于，所述钢带的厚度为0.5-0.8mm，宽度为250-320mm，所述钢带的成分为：Ni：8-10%，Cr：15-18%，Mn：1-2%，C不大于0.02%，Si不大于0.30%，P不大于0.02%，S不大于0.02%，Mo不大于0.30%，Cu不大于0.30%，余量为Fe以及不可避免的杂质。

9.  一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
S1、按权利要求1所述的超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉的粉料及其重量份称取粉料，配制成药芯粉；
S2、将钢带轧成U形槽结构，并向U形槽中加入占药芯焊丝总重17-19%的上述配制好的药芯粉，然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中；
S3、将上述包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径至直径为1.0-1.6mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。

10.  根据权利要求9所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤S1称取的各原料颗粒先通过80-160目筛孔筛选1-2次。

说明书

说明书一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种药芯焊丝及其制备方法，尤其涉及一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法。
背景技术
药芯焊丝是世界第四代最先进的焊接材料，是当代焊接领域内高科技产品，它有着其它焊接材料不可比拟的优点，如：焊接效率高、工艺性能优良、焊接成本低、易实现半自动化、自动化和智能化焊接等。因此药芯焊丝在船舶制造业、建筑、桥梁、机械制造、冶金和矿山等行业被广泛应用。
目前，国内药芯焊丝生产工艺基本成熟，但从药芯焊丝质量来看，国内产品远远落后于发达国家的产品。普通药芯焊丝由于配方中各种成分配比的不合理，使药芯焊丝在焊接过程中焊缝表面渣产生量多，焊接飞溅大造成焊缝成型差，焊接烟尘多，并且焊件厚薄、硬度不均匀，焊件有气孔。为提高焊件效率，需要调整药芯粉各成分的合理配比，满足高速度的焊接需要。
关于高速药芯焊丝，现有技术已有报道，如中国发明专利（公开号：CN101780603A）公开了一种高速药芯焊丝，该药芯焊丝采用酸性渣系配方，在原材料配方中添加合适含量的高熔点物质如Al2O3、MgO、ZrO2，及Ti、Al、Mg等脱氧物质，按化学成分重量百分比计算，其原材料配方配比为：TiO2：20-40%；Mg+Al：1-5%；Al2O3+MgO：5-10%；ZrO2：1-5%；Si：4-8%；Mn：8-14%，NaF：1-4%；SiO2:2-8%；Ti：0.5-2%；Fe：20-40%。药芯粉的填充率为15%。虽然该药芯焊丝可以高速焊接，但是该高速药芯焊丝的焊接速度还不足以满足现在的焊接需要，效率相对较低；而且该药芯焊丝配方中TiO2含量较高，焊后渣壳较厚，不利于熔池中气体逸出，焊件表面气孔多，焊丝熔敷速度慢，性能不是很理想。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种高性能、高效率的超音速火焰喷涂型药芯焊丝。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：
金属粉：45-60份，合金粉：40-50份，矿石粉：8-18份；
其中所述的金属粉为铁粉、镍粉、铬粉中的一种或多种，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉中的一种或多种，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为80-300目。
本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉包括金属粉、合金粉和矿石粉，原料简单易得，配伍合理，在使用时可以根据需要灵活调整药芯粉的各组分配比，使用方便。
作为优选，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：金属粉：48-60份，合金粉：43-49份，矿石粉：10-15份；其中所述金属粉为铁粉、镍粉、铬粉，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为80-160目。
作为优选，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：铁粉：30-35份，镍粉：3-5份，铬粉：15-20份，锰铁合金粉：10-12份，硅锰合金粉：30-31份，铝镁合金粉：3-4份，钼铁合金粉：7-8份，钛铁合金粉：1-3份，金红石粉：10-15份。
作为优选，所述金属粉中铁粉的成分为：Fe≥99.0%，C≤0.05%，Si≤0.10%，Mn≤0.3%，P≤0.02%，S≤0.02%，O≤0.5%；镍粉的成分为：Ni≥99.0%，C≤0.02%，P≤0.01%，S≤0.01%；铬粉的成分为：Cr≥99.0%，C≤0.02%，Si≤0.25%，Fe≤0.35%，P≤0.01%，S≤0.02%，O≤0.35%。
金属粉中的铁粉，可以改善药芯熔化状况，有利于改善焊丝的工艺性能，如提高电弧稳定性，降低飞溅等。而且铁粉的加入还可以提高熔敷效率，减少在带底漆钢板上高速角焊时出现的气孔和凹坑的数量。适量的镍粉可以向焊缝金属过渡合金元素。铬粉也可以向焊缝金属中过度合金元素，而且还能改善焊缝金属的耐腐蚀性和强度。但是，铬含量过高，会使焊缝析出σ相，引起脆性改变，造成焊件冲击韧性降低。因此，将金属粉中铁粉、镍粉和铬粉的加入量和化学成分控制在本发明范围内。
作为优选，所述合金粉中锰铁合金粉的成分为：Mn：80-87%，C≤1.0%，Si≤1.5%，P≤0.2%，S≤0.03%，余量为Fe以及不可避免的杂质；硅锰合金粉的成分为：Si：23.0-27.0%，Cr≤1.0%，P≤0.10%，S≤0.04%，余量为Mn以及不可避免的杂质；铝镁合金粉的成分为：Al：45-48%，Mg：52-55%，Fe≤0.4%，其中，Al+Mg≥98.5%；钼铁合金粉的成分为：Mo：55.0-80.0%，Si≤1.0%，S≤0.10%，P≤0.08%，C≤0.20%，Cu：0.50%，Sb≤0.05%，Sn≤0.06，余量为Fe以及不可避免的杂质；钛铁合金粉的成分为：Ti：21.0-23.0%，Si≤4.5%，Al≤8.0%，Mn≤2.5%，S≤0.04%，P≤0.05%，C≤0.20%，Cu≤0.30%，余量为Fe以及不可避免的杂质。
本发明药芯粉中加入了适量的合金粉，合金粉中的硅锰合金粉中适量的硅元素有助于改善焊缝成型。钼铁合金粉能细化组织，改善焊缝金属的韧性。钛铁合金粉中所含的钛是一种很好的稳弧元素，同时有助于降低焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属韧性。锰铁合金粉有助于改善药芯焊丝的韧性和塑性。铝镁合金粉中的铝、镁属于强脱氧剂，对于降低焊缝的氧含量起重要作用，同时也有利于稳定电弧和减少飞溅。当镁铝合金含量增加时，会增加电弧的挺度，但不利于焊缝成型。若焊缝中铝、镁的残存含量过高，会使焊缝强度过高，也不利于焊缝的韧性。因此，必须将合金粉的加入量和化学成分严格控制在本发明范围内。
作为优选，所述矿石粉中金红石粉的成分为：TiO2≥97.0%，FeO≤0.5%，S≤0.03%，P≤0.05%。金红石作为造渣剂使用，应该严格控制加入量，适量的金红石可以减薄焊后渣壳，有利于熔池中气体的逸出，减少气孔数量，提高焊丝的熔敷速度。其中，金红石的主要成分TiO2是非常稳定的化合物，不易分解，不会增加焊缝中的含氧量。而且，TiO2可以调整熔渣的熔点和粘度，随着TiO2量的增加，熔渣的凝固温度范围减小，造成“短渣”，从而可以适应全位置焊接。此外，Ti还是一种很好的稳弧元素，它以TiO2形式加入到药粉中，可以使电弧更柔软。所以，将金红石的加入量和化学成分控制在本发明范围内可以得到较好的效果。
本发明另一个目的在于提供上述超音速火焰喷涂型药芯焊丝，包括呈圆柱状的外皮，所述外皮采用钢带制成，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，所述的通孔内填充有药芯粉。
本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝，包括呈圆柱状的外皮，外皮采用钢带制成，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内填充有上述药芯粉，结构简单。使制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝在使用时能实现连续焊接，而且还可以根据需要灵活调整药芯粉的各组分配比，使用方便。在此基础上，使用本发明制成的超音速火焰喷涂型药芯焊丝，在不降低焊接速度的前提下，可以减少焊层表面渣的产生量，焊接飞溅小，使焊缝成型好，而且焊层厚薄、硬度均匀，焊件无凹坑、气孔。
作为优选，所述钢带的厚度为0.5-0.8mm，宽度为250-320mm，所述钢带的成分为：Ni：8-10%，Cr：15-18%，Mn：1-2%，C不大于0.02%，Si不大于0.30%，P不大于0.02%，S不大于0.02%，Mo不大于0.30%，Cu不大于0.30%，余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝外皮采用钢带制成，钢带中碳含量不大于0.02%，含量较低，可以提高焊层均匀度，降低焊接烟尘，而且可以改善冲击韧性。
本发明第三个目的在于提供上述超音速喷涂型药芯焊丝的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1、按上述超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉的粉料及其重量份称取粉料，配制成药芯粉；
S2、将钢带轧成U形槽结构，并向U形槽中加入占药芯焊丝总重17-19%的上述配制好的药芯粉，然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中；
S3、将上述包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径至直径为1.0-1.6mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。
作为优选，所述步骤S1称取的各原料颗粒先通过80-160目筛孔筛选1-2次。合适粒径的药芯粉颗粒有利于成分混合均匀，使最终制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝在焊接时减少飞溅。
本发明具有以下优点：
1.本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝性能高，焊接时飞溅小、焊缝成型好、焊接烟尘少，焊层表面渣的产生量少，焊件无凹坑、气孔。
2.本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊接速度快，效率高。
3.本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝能实现连续焊接，并且可以根据焊接需要灵活的调整药芯粉的各个组分配比，使用更方便。
4.本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝喷涂厚薄、硬度均匀。
5.本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊缝金属韧性、塑性等机械性能良好。
附图说明
图1为本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝剖视结构示意图。
如图所示：1、钢带；2、药芯粉。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示：本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝采用钢带1作为外皮，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内均填充有上述配伍合理的药芯粉2。
表1 本发明实施例1-3钢带组成成分及质量百分比

表2 本发明实施例1-3药芯粉组成成分及重量份数

实施例1：
首先，按表2中实施例1药芯粉的粉料及重量份数称取粉料，并将粉料先通过80目筛孔筛选1次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表1中实施例1钢带的组成成分及质量百分比选取厚度为0.5mm，宽度为260mm的钢带轧成U形槽结构，并向U形槽中加入占药芯焊丝总重17%的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到1.2mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。
实施例2：
首先，按表2中实施例2药芯粉的粉料及重量份数称取粉料，并将粉料先通过100目筛孔筛选1次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表1中实施例2钢带的组成成分及质量百分比选取厚度为0.6mm，宽度为280mm的钢带轧成U形槽结构，并向U形槽中加入占药芯焊丝总重18%的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到1.3mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。
实施例3：
首先，按表2中实施例3药芯粉的粉料及重量份数称取粉料，并将粉料先通过120目筛孔筛选2次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表1中实施例3钢带的组成成分及质量百分比选取厚度为0.7mm，宽度为300mm的钢带轧成U形槽结构，并向U形槽中加入占药芯焊丝总重19%的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将U形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到1.4mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。
将本发明实施例1-3制得的超音速火焰喷涂型药芯焊丝进行喷涂试板烧焊，然后取中间位置焊材，通过直读光谱仪对所取的焊材进行化学成分光谱试验和通过硬度检测仪测试所取焊材的HRC硬度，试验结果如表3所示。
表3 实施例1-3超音速火焰喷涂型药芯焊丝喷涂试板烧焊后焊材化学成分和HRC硬度测试结果

从表3可以得出，本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝在不降低焊接速度的前提下，喷涂试板烧焊后焊材化学成分和HRC硬度测试结果均在标准值范围内，本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝实现了高效率、高性能的特点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

资源描述

《一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103659039 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103659039 A (21)申请号 201310647946.2 (22)申请日 2013.12.04 B23K 35/22(2006.01) B23K 35/40(2006.01) (71)申请人宁波隆兴焊割科技股份有限公司地址 315131 浙江省宁波市鄞州区横溪镇禄广桥 (72)发明人邬剑敏赵善军 (74)专利代理机构宁波市鄞州盛飞专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 33243 代理人张向飞 (54) 发明名称一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法 (57) 摘要本。

2、发明涉及一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法，该药芯焊丝包括采用钢带制成的呈圆柱状的外皮，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内填充有包括以下重量份粉料的药芯粉：金属粉 45-60 份，合金粉 40-50 份，矿石粉 8-18 份。其制备方法是先配制药芯粉，同时将钢带轧成 U 形槽结构并加入占药芯焊丝总重 17-19% 的药芯粉，然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中，最后经过拉丝机逐道拉拔、减径得到超音速火焰喷涂型药芯焊丝。本发明制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊接速度快、效率高、焊接时飞。

3、溅小、焊缝成型好、焊接烟尘少，焊层表面渣的产生量少，焊件无凹坑、气孔。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 6 页附图 1 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6页附图1页 (10)申请公布号 CN 103659039 A CN 103659039 A 1/2 页 2 1. 一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：金属粉： 45-60 份，合金粉： 40-50 份，矿石粉： 8-18 份；其中所述的金属粉为铁粉、镍粉、铬粉中的一种或多种，所述。

4、的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉中的一种或多种，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为 80-300 目。 2. 根据权利要求 1 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：金属粉： 48-60 份，合金粉： 43-49 份，矿石粉： 10-15 份；其中所述金属粉为铁粉、镍粉、铬粉，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为 80-160 目。 3.根据权利要求1或2所述的。

5、一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：铁粉： 30-35 份，镍粉： 3-5 份，铬粉： 15-20 份，锰铁合金粉： 10-12 份，硅锰合金粉： 30-31 份，铝镁合金粉： 3-4 份，钼铁合金粉： 7-8 份，钛铁合金粉： 1-3 份，金红石粉： 10-15 份。 4. 根据权利要求 1-3 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述金属粉中铁粉的成分为： Fe 99.0%， C 0.05%， Si 0.10%， Mn 0.3%， P 0.02%， S 0.02%， O 0。

6、.5% ；镍粉的成分为： Ni 99.0%， C 0.02%， P 0.01%， S 0.01% ；铬粉的成分为： Cr 99.0%， C 0.02%， Si 0.25%， Fe 0.35%， P 0.01%， S 0.02%， O 0.35%。 5. 根据权利要求 1-3 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述合金粉中锰铁合金粉的成分为： Mn ： 80-87%， C 1.0%， Si 1.5%， P 0.2%， S 0.03%，余量为 Fe 以及不可避免的杂质；硅锰合金粉的成分为： Si ： 23.0-27.0%， Cr 1.0%， P 0.。

7、10%， S 0.04%，余量为 Mn 以及不可避免的杂质；铝镁合金粉的成分为： Al ： 45-48%， Mg ： 52-55%， Fe 0.4%，其中， Al+Mg 98.5% ；钼铁合金粉的成分为： Mo ： 55.0-80.0%， Si 1.0%， S 0.10%， P 0.08%， C 0.20%， Cu ： 0.50%， Sb 0.05%， Sn 0.06，余量为 Fe 以及不可避免的杂质；钛铁合金粉的成分为： Ti ： 21.0-23.0%， Si 4.5%， Al 8.0%， Mn 2.5%， S 0.04%， P 0.05%， C 0.20%， Cu 。

8、0.30%，余量为 Fe 以及不可避免的杂质。 6. 根据权利要求 1-3 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，其特征在于，所述矿石粉中金红石粉的成分为： TiO2 97.0%， FeO 0.5%， S 0.03%， P 0.05%。 7. 一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝，其特征在于，包括呈圆柱状的外皮，所述外皮采用钢带制成，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，所述的通孔内填充有如权利要求 1 所述的药芯粉。 8. 根据权利要求 7 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝，其特征在于，所述钢带的厚度为 0.5-0.8mm，宽度为 250-320mm，所述钢带的。

9、成分为： Ni ： 8-10%， Cr ： 15-18%， Mn ： 1-2%， C 不大于 0.02%， Si 不大于 0.30%， P 不大于 0.02%， S 不大于 0.02%， Mo 不大于 0.30%， Cu 不大于 0.30%，余量为 Fe 以及不可避免的杂质。权利要求书 CN 103659039 A 2 2/2 页 3 9. 一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤： S1、按权利要求 1 所述的超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉的粉料及其重量份称取粉料，配制成药芯粉； S2、将钢带轧成 U 形槽结构，并向 U 。

10、形槽中加入占药芯焊丝总重 17-19% 的上述配制好的药芯粉，然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中； S3、将上述包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径至直径为 1.0-1.6mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 10. 根据权利要求 9 所述的一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤 S1 称取的各原料颗粒先通过 80-160 目筛孔筛选 1-2 次。权利要求书 CN 103659039 A 3 1/6 页 4 一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法技术领域 0001 本发明涉及一。

11、种药芯焊丝及其制备方法，尤其涉及一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝及其制备方法。背景技术 0002 药芯焊丝是世界第四代最先进的焊接材料，是当代焊接领域内高科技产品，它有着其它焊接材料不可比拟的优点，如：焊接效率高、工艺性能优良、焊接成本低、易实现半自动化、自动化和智能化焊接等。因此药芯焊丝在船舶制造业、建筑、桥梁、机械制造、冶金和矿山等行业被广泛应用。 0003 目前，国内药芯焊丝生产工艺基本成熟，但从药芯焊丝质量来看，国内产品远远落后于发达国家的产品。普通药芯焊丝由于配方中各种成分配比的不合理，使药芯焊丝在焊接过程中焊缝表面渣产生量多，焊接飞溅。

12、大造成焊缝成型差，焊接烟尘多，并且焊件厚薄、硬度不均匀，焊件有气孔。为提高焊件效率，需要调整药芯粉各成分的合理配比，满足高速度的焊接需要。 0004 关于高速药芯焊丝，现有技术已有报道，如中国发明专利（公开号： CN101780603A）公开了一种高速药芯焊丝，该药芯焊丝采用酸性渣系配方，在原材料配方中添加合适含量的高熔点物质如 Al2O3、 MgO、 ZrO2，及 Ti、 Al、 Mg 等脱氧物质，按化学成分重量百分比计算，其原材料配方配比为： TiO2： 20-40% ； Mg+Al ： 1-5% ； Al2O3+MgO ： 5-10% ； ZrO2：。

13、 1-5% ； Si ： 4-8% ； Mn ： 8-14%， NaF ： 1-4% ； SiO2:2-8% ； Ti ： 0.5-2% ； Fe ： 20-40%。药芯粉的填充率为 15%。虽然该药芯焊丝可以高速焊接，但是该高速药芯焊丝的焊接速度还不足以满足现在的焊接需要，效率相对较低；而且该药芯焊丝配方中 TiO2含量较高，焊后渣壳较厚，不利于熔池中气体逸出，焊件表面气孔多，焊丝熔敷速度慢，性能不是很理想。发明内容 0005 本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种高性能、高效率的超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 0006 本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现。

14、：一种超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉，所述药芯粉包括以下重量份的粉料： 0007 金属粉： 45-60 份，合金粉： 40-50 份，矿石粉： 8-18 份； 0008 其中所述的金属粉为铁粉、镍粉、铬粉中的一种或多种，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉中的一种或多种，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为 80-300 目。 0009 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉包括金属粉、合金粉和矿石粉，原料简单易得，配伍合理，在使用时可以根据需要灵活调整药芯粉的各组分配比，使用方便。 0010。

15、作为优选，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：金属粉： 48-60 份，合金粉： 43-49 份，矿石粉： 10-15 份；其中所述金属粉为铁粉、镍粉、铬粉，所述的合金粉为锰铁合金粉、硅说明书 CN 103659039 A 4 2/6 页 5 锰合金粉、铝镁合金粉、钼铁合金粉、钛铁合金粉，所述的矿石粉为金红石粉；所述的粉料的粒径为 80-160 目。 0011 作为优选，所述药芯粉包括以下重量份的粉料：铁粉： 30-35 份，镍粉： 3-5 份，铬粉： 15-20 份，锰铁合金粉： 10-12 份，硅锰合金粉： 30-31。

16、份，铝镁合金粉： 3-4 份，钼铁合金粉： 7-8 份，钛铁合金粉： 1-3 份，金红石粉： 10-15 份。 0012 作为优选，所述金属粉中铁粉的成分为： Fe 99.0%， C 0.05%， Si 0.10%， Mn 0.3%， P 0.02%， S 0.02%， O 0.5% ；镍粉的成分为： Ni 99.0%， C 0.02%， P 0.01%， S 0.01% ；铬粉的成分为： Cr 99.0%， C 0.02%， Si 0.25%， Fe 0.35%， P 0.01%， S 0.02%， O 0.35%。 0013 金属粉中的铁粉，可以改善药芯。

17、熔化状况，有利于改善焊丝的工艺性能，如提高电弧稳定性，降低飞溅等。而且铁粉的加入还可以提高熔敷效率，减少在带底漆钢板上高速角焊时出现的气孔和凹坑的数量。适量的镍粉可以向焊缝金属过渡合金元素。铬粉也可以向焊缝金属中过度合金元素，而且还能改善焊缝金属的耐腐蚀性和强度。但是，铬含量过高，会使焊缝析出相，引起脆性改变，造成焊件冲击韧性降低。因此，将金属粉中铁粉、镍粉和铬粉的加入量和化学成分控制在本发明范围内。 0014 作为优选，所述合金粉中锰铁合金粉的成分为： Mn ： 80-87%， C 1.0%， Si 1.5%， P 0.2%， S 0.03%，余量为。

18、Fe 以及不可避免的杂质；硅锰合金粉的成分为： Si ： 23.0-27.0%， Cr 1.0%， P 0.10%， S 0.04%，余量为 Mn 以及不可避免的杂质；铝镁合金粉的成分为： Al ： 45-48%， Mg ： 52-55%， Fe 0.4%，其中， Al+Mg 98.5% ；钼铁合金粉的成分为： Mo ： 55.0-80.0%， Si 1.0%， S 0.10%， P 0.08%， C 0.20%， Cu ： 0.50%， Sb 0.05%， Sn 0.06，余量为 Fe 以及不可避免的杂质；钛铁合金粉的成分为： Ti ： 21.0-23.0%，。

19、 Si 4.5%， Al 8.0%， Mn 2.5%， S 0.04%， P 0.05%， C 0.20%， Cu 0.30%，余量为 Fe 以及不可避免的杂质。 0015 本发明药芯粉中加入了适量的合金粉，合金粉中的硅锰合金粉中适量的硅元素有助于改善焊缝成型。钼铁合金粉能细化组织，改善焊缝金属的韧性。钛铁合金粉中所含的钛是一种很好的稳弧元素，同时有助于降低焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属韧性。锰铁合金粉有助于改善药芯焊丝的韧性和塑性。铝镁合金粉中的铝、镁属于强脱氧剂，对于降低焊缝的氧含量起重要作用，同时也有利于稳定电弧和减少飞溅。当镁铝合金含量增加时，会增加。

20、电弧的挺度，但不利于焊缝成型。若焊缝中铝、镁的残存含量过高，会使焊缝强度过高，也不利于焊缝的韧性。因此，必须将合金粉的加入量和化学成分严格控制在本发明范围内。 0016 作为优选，所述矿石粉中金红石粉的成分为： TiO2 97.0%， FeO 0.5%， S 0.03%， P 0.05%。金红石作为造渣剂使用，应该严格控制加入量，适量的金红石可以减薄焊后渣壳，有利于熔池中气体的逸出，减少气孔数量，提高焊丝的熔敷速度。其中，金红石的主要成分 TiO2是非常稳定的化合物，不易分解，不会增加焊缝中的含氧量。而且， TiO2 可以调整熔渣的熔点和粘度，随着。

21、 TiO2量的增加，熔渣的凝固温度范围减小，造成 “短渣” ，从而可以适应全位置焊接。此外， Ti 还是一种很好的稳弧元素，它以 TiO2形式加入到药粉中，可以使电弧更柔软。所以，将金红石的加入量和化学成分控制在本发明范围内可以得到较好的效果。说明书 CN 103659039 A 5 3/6 页 6 0017 本发明另一个目的在于提供上述超音速火焰喷涂型药芯焊丝，包括呈圆柱状的外皮，所述外皮采用钢带制成，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，所述的通孔内填充有药芯粉。 0018 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝，包括呈圆柱状的外皮，外皮采用钢带制成，在。

22、外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内填充有上述药芯粉，结构简单。使制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝在使用时能实现连续焊接，而且还可以根据需要灵活调整药芯粉的各组分配比，使用方便。在此基础上，使用本发明制成的超音速火焰喷涂型药芯焊丝，在不降低焊接速度的前提下，可以减少焊层表面渣的产生量，焊接飞溅小，使焊缝成型好，而且焊层厚薄、硬度均匀，焊件无凹坑、气孔。 0019 作为优选，所述钢带的厚度为 0.5-0.8mm，宽度为 250-320mm，所述钢带的成分为： Ni ： 8-10%， Cr ： 15-18%， Mn ： 1-2%， C 不大于 0。

23、.02%， Si 不大于 0.30%， P 不大于 0.02%， S 不大于 0.02%， Mo 不大于 0.30%， Cu 不大于 0.30%，余量为 Fe 以及不可避免的杂质。本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝外皮采用钢带制成，钢带中碳含量不大于 0.02%，含量较低，可以提高焊层均匀度，降低焊接烟尘，而且可以改善冲击韧性。 0020 本发明第三个目的在于提供上述超音速喷涂型药芯焊丝的制备方法，该方法包括以下步骤： 0021 S1、按上述超音速火焰喷涂型药芯焊丝用药芯粉的粉料及其重量份称取粉料，配制成药芯粉； 0022 S2、将钢带轧成 U 形槽结构，并向。

24、 U 形槽中加入占药芯焊丝总重 17-19% 的上述配制好的药芯粉，然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中； 0023 S3、将上述包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径至直径为 1.0-1.6mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 0024 作为优选，所述步骤 S1 称取的各原料颗粒先通过 80-160 目筛孔筛选 1-2 次。合适粒径的药芯粉颗粒有利于成分混合均匀，使最终制备得到的超音速火焰喷涂型药芯焊丝在焊接时减少飞溅。 0025 本发明具有以下优点： 0026 1. 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝性能高，。

25、焊接时飞溅小、焊缝成型好、焊接烟尘少，焊层表面渣的产生量少，焊件无凹坑、气孔。 0027 2. 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊接速度快，效率高。 0028 3. 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝能实现连续焊接，并且可以根据焊接需要灵活的调整药芯粉的各个组分配比，使用更方便。 0029 4. 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝喷涂厚薄、硬度均匀。 0030 5. 本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝焊缝金属韧性、塑性等机械性能良好。附图说明 0031 图 1 为本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝剖视结构示意图。 0032 如图所示： 1、钢带； 2、药芯粉。说明书 CN。

26、 103659039 A 6 4/6 页 7 具体实施方式 0033 以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 0034 如图1所示：本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝采用钢带1作为外皮，在外皮内开设有沿轴心线贯穿外皮的通孔，通孔内均填充有上述配伍合理的药芯粉 2。 0035 表 1 本发明实施例 1-3 钢带组成成分及质量百分比 0036 0037 表 2 本发明实施例 1-3 药芯粉组成成分及重量份数 0038 0039 0040 实施例 1 ： 0041 首先，按表 2 中实施例 1 药芯粉的粉料及重量份数称取粉。

27、料，并将粉料先通过 80 目筛孔筛选 1 次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表 1 中实施例 1 钢带的组成成分及说明书 CN 103659039 A 7 5/6 页 8 质量百分比选取厚度为 0.5mm，宽度为 260mm 的钢带轧成 U 形槽结构，并向 U 形槽中加入占药芯焊丝总重 17% 的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到 1.2mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 0042 实施例 2 ： 0043 首先，按表 2 。

28、中实施例 2 药芯粉的粉料及重量份数称取粉料，并将粉料先通过 100 目筛孔筛选 1 次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表 1 中实施例 2 钢带的组成成分及质量百分比选取厚度为 0.6mm，宽度为 280mm 的钢带轧成 U 形槽结构，并向 U 形槽中加入占药芯焊丝总重 18% 的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到 1.3mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 0044 实施例 3 ： 0045 首先，按表 2 中实施例 3 药芯。

29、粉的粉料及重量份数称取粉料，并将粉料先通过 120 目筛孔筛选 2 次后充分混合均匀，配制成药芯粉。根据表 1 中实施例 3 钢带的组成成分及质量百分比选取厚度为 0.7mm，宽度为 300mm 的钢带轧成 U 形槽结构，并向 U 形槽中加入占药芯焊丝总重 19% 的上述配制好的药芯粉。然后用成型机将 U 形槽合口后沿钢带轴向方向形成贯穿钢带的通孔，药芯粉包裹在通孔中。最后将包裹药芯粉的钢带经过拉丝机逐道拉拔、减径，使其直径达到 1.4mm，得到最终产品超音速火焰喷涂型药芯焊丝。 0046 将本发明实施例 1-3 制得的超音速火焰喷涂型药芯焊丝进行喷涂试板烧焊，然后。

30、取中间位置焊材，通过直读光谱仪对所取的焊材进行化学成分光谱试验和通过硬度检测仪测试所取焊材的 HRC 硬度，试验结果如表 3 所示。 0047 表3 实施例1-3超音速火焰喷涂型药芯焊丝喷涂试板烧焊后焊材化学成分和HRC 硬度测试结果 0048 说明书 CN 103659039 A 8 6/6 页 9 0049 从表 3 可以得出，本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝在不降低焊接速度的前提下，喷涂试板烧焊后焊材化学成分和 HRC 硬度测试结果均在标准值范围内，本发明超音速火焰喷涂型药芯焊丝实现了高效率、高性能的特点。 0050 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 0051 尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。说明书 CN 103659039 A 9 1/1 页 10 图 1 说明书附图 CN 103659039 A 10 。

展开阅读全文