CN106141485A - 一种高性能药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛3‑5％、二氧化硅1‑5％、碳酸钙1‑5％、镁砂1‑2％、氟锆酸钠1‑5％、碳化硼0.5‑3％、氧化锆1‑5％、氧化钴0.1‑2％、锰粉3‑12％、镍粉1‑3％、铬粉2‑10％、钼粉0.5‑1.5％、钒粉0.5‑2％、铁铈合金0.05‑0.5％、钨粉1‑5％、铜粉0.1‑0.9％、硼铁1‑3％、铝粉0.2‑1％、铁钛粉3‑10％、硅铁2‑8％、余量为铁粉。本发明提出的高性能药芯焊丝，其电弧稳定，飞溅小，得到的涂层与底材的结合强度高，冲击韧性好，抗开裂性能优异，且焊缝成型美观。
Description
技术领域
本发明涉及焊丝技术领域，尤其涉及一种高性能药芯焊丝。
背景技术
由于相对于实芯焊丝较高的熔敷效率，药芯焊丝在很多领域得到了广泛应用，比如造船和海洋工程等大型结构行业，以降低成本。目前药芯焊丝的种类多种多样，但是在实际应用过程中仍存在送粉不均匀、不稳定，熔化程度不均匀，喷涂到基体上所得涂层结合强度低，气孔率高，韧性差，涂层容易开裂的现象。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高性能药芯焊丝，其电弧稳定，飞溅小，得到的涂层与底材的结合强度高，冲击韧性好，抗开裂性能优异，且焊缝成型美观。
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛3-5％、二氧化硅1-5％、碳酸钙1-5％、镁砂1-2％、氟锆酸钠1-5％、碳化硼0.5-3％、氧化锆1-5％、氧化钴0.1-2％、锰粉3-12％、镍粉1-3％、铬粉2-10％、钼粉0.5-1.5％、钒粉0.5-2％、铁铈合金0.05-0.5％、钨粉1-5％、铜粉0.1-0.9％、硼铁1-3％、铝粉0.2-1％、铁钛粉3-10％、硅铁2-8％、余量为铁粉。
优选地，所述药芯的原料中，铬粉、钼粉、钒粉、铁铈合金、钨粉的重量百分比满足以下关系式：8.3％≤MCr+MMo+MV+MCe+0.5×MW≤11.6％，其中，MCr表示铬粉的重量百分比，MMo表示钼粉的重量百分比，MV表示钒粉的重量百分比，MCe表示铁铈合金的重量百分比，MW表示钨粉的重量百分比。
优选地，所述药芯的原料中，钼粉、锰粉、铁钛粉的重量百分比满足以下关系式：5％≤MMo+MMn+0.33×MTi≤12％，其中，MMo表示钼粉的重量百分比，MMn表示锰粉的重量百分比，MTi表示铁钛粉的重量百分比。
优选地，所述药芯的原料中，二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化钴的重量比为3.7-4.2：3-4：2-4：0.8-1.3。
优选地，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛4.1％、二氧化硅3.5％、碳酸钙4.2％、镁砂1.3％、氟锆酸钠2.3％、碳化硼2.4％、氧化锆2.3％、氧化钴0.9％、锰粉5％、镍粉1.5％、铬粉6％、钼粉1％、钒粉1.2％、铁铈合金0.3％、钨粉2％、铜粉0.7％、硼铁2.6％、铝粉0.4％、铁钛粉6％、硅铁5％、余量为铁粉。
优选地，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
优选地，所述镁砂中氧化镁的含量大于98wt％。
优选地，所述药芯各原料的粒度为70-100目。
本发明所述高性能药芯焊丝药芯的填充量为焊丝重量的25-32％。
本发明所述高性能药芯焊丝可以按照常规的药芯焊丝制备工艺，将各原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出得到。使用时喷涂距离控制在90-100mm，涂层厚度为0.1-0.3mm。
本发明所述高性能药芯焊丝药芯的原料中，添加了氟锆酸钠，一方面提高了焊丝的电弧稳定性，另一方面其分解出来的Zr与氧化锆配合后可使熔敷金属的晶粒细化；加入了铬粉、钼粉、钒铁、铁铈合金和钨粉，并控制了五者在体系中的总比例，在体系中形成了高硬度、高熔点的硬质相，弥散分布在基体中，能够钉轧位错，细化晶粒，强化基体，防止了体系因氧化锆和氟锆酸钠的加入引起的体系膨胀系数大的缺陷，使体系的体积膨胀受到一定的阻碍，减少了体系中的气孔，提高了所得涂层的致密性，使涂层具有优异的耐磨性、韧性，同时合理调控五者的含量，防止碳化物聚集的同时防止了Cr、Mo的贫化，赋予涂层持久的强度；同时加入了锰粉、钼粉和铁钛粉，并控制了三者在体系中的含量，有效控制了焊缝金属的淬透性，使合金的调质组织均匀、细化，显著提高了焊缝金属的韧性和强度，大幅度降低了焊缝的韧脆转变温度，与镍粉配合后，防止了涂层的开裂；加入了二氧化钛、二氧化硅、镁砂配合，有效实现了造渣，提高了熔敷金属的韧性，并提高了焊接的工艺性能，使得到的焊缝平滑，降低了焊缝接头的应力集中，提高了焊缝的疲劳强度；碳酸钙加入体系中，可以有效提高焊接过程中气保护的效果并增强电弧吹力，与氟锆酸钠配合，有利于提高熔深和焊缝的形成，避免产生未融合、熔渣等的缺陷；铜粉加入体系中，与铬粉配合，显著提高了焊丝的耐大气腐蚀性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛3％、二氧化硅1％、碳酸钙5％、镁砂1％、氟锆酸钠5％、碳化硼3％、氧化锆5％、氧化钴0.1％、锰粉12％、镍粉1％、铬粉10％、钼粉0.5％、钒粉2％、铁铈合金0.05％、钨粉5％、铜粉0.1％、硼铁1％、铝粉0.2％、铁钛粉10％、硅铁2％、余量为铁粉。
实施例2
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛5％、二氧化硅5％、碳酸钙1％、镁砂2％、氟锆酸钠1％、碳化硼0.5％、氧化锆1％、氧化钴2％、锰粉3％、镍粉3％、铬粉2％、钼粉1.5％、钒粉0.5％、铁铈合金0.5％、钨粉1％、铜粉0.9％、硼铁3％、铝粉1％、铁钛粉3％、硅铁8％、余量为铁粉。
实施例3
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛3.7％、二氧化硅3％、碳酸钙2％、镁砂1.2％、氟锆酸钠3％、碳化硼1％、氧化锆4％、氧化钴0.8％、锰粉5.5％、镍粉1.4％、铬粉6.2％、钼粉0.8％、钒粉1.4％、铁铈合金0.2％、钨粉2.3％、铜粉0.5％、硼铁1.1％、铝粉0.35％、铁钛粉6.3％、硅铁4.7％、余量为铁粉。
实施例4
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛4.2％、二氧化硅4％、碳酸钙3％、镁砂1.6％、氟锆酸钠2％、碳化硼2％、氧化锆2％、氧化钴1.3％、锰粉4.6％、镍粉1.9％、铬粉5％、钼粉1.1％、钒粉1％、铁铈合金0.31％、钨粉1.8％、铜粉0.7％、硼铁2.6％、铝粉0.65％、铁钛粉5.2％、硅铁5.5％、余量为铁粉。
实施例5
本发明提出的一种高性能药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛4.1％、二氧化硅3.5％、碳酸钙4.2％、镁砂1.3％、氟锆酸钠2.3％、碳化硼2.4％、氧化锆2.3％、氧化钴0.9％、锰粉5％、镍粉1.5％、铬粉6％、钼粉1％、钒粉1.2％、铁铈合金0.3％、钨粉2％、铜粉0.7％、硼铁2.6％、铝粉0.4％、铁钛粉6％、硅铁5％、余量为铁粉；
其中，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述镁砂中氧化镁的含量大于98wt％；所述药芯各原料的粒度为70-100目。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高性能药芯焊丝，其特征在于，包括低碳钢带外皮和药芯，其中，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛3-5％、二氧化硅1-5％、碳酸钙1-5％、镁砂1-2％、氟锆酸钠1-5％、碳化硼0.5-3％、氧化锆1-5％、氧化钴0.1-2％、锰粉3-12％、镍粉1-3％、铬粉2-10％、钼粉0.5-1.5％、钒粉0.5-2％、铁铈合金0.05-0.5％、钨粉1-5％、铜粉0.1-0.9％、硼铁1-3％、铝粉0.2-1％、铁钛粉3-10％、硅铁2-8％、余量为铁粉。
2.根据权利要求1所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的原料中，铬粉、钼粉、钒粉、铁铈合金、钨粉的重量百分比满足以下关系式：8.3％≤MCr+MMo+MV+MCe+0.5×MW≤11.6％，其中，MCr表示铬粉的重量百分比，MMo表示钼粉的重量百分比，MV表示钒粉的重量百分比，MCe表示铁铈合金的重量百分比，MW表示钨粉的重量百分比。
3.根据权利要求1或2所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的原料中，钼粉、锰粉、铁钛粉的重量百分比满足以下关系式：5％≤MMo+MMn+0.33×MTi≤12％，其中，MMo表示钼粉的重量百分比，MMn表示锰粉的重量百分比，MTi表示铁钛粉的重量百分比。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的原料中，二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化钴的重量比为3.7-4.2：3-4：2-4：0.8-1.3。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的原料按重量百分比包括：二氧化钛4.1％、二氧化硅3.5％、碳酸钙4.2％、镁砂1.3％、氟锆酸钠2.3％、碳化硼2.4％、氧化锆2.3％、氧化钴0.9％、锰粉5％、镍粉1.5％、铬粉6％、钼粉1％、钒粉1.2％、铁铈合金0.3％、钨粉2％、铜粉0.7％、硼铁2.6％、铝粉0.4％、铁钛粉6％、硅铁5％、余量为铁粉。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述镁砂中氧化镁的含量大于98wt％。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高性能药芯焊丝，其特征在于，所述药芯各原料的粒度为70-100目。
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