[发明专利]二氧化碳气体保护焊用含Ti型金属药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体保护焊用焊丝，尤其涉及一种适用于二氧化碳气体保护焊的含Ti型金属药芯焊丝，属于金属焊接材料领域。

背景技术

由于厚板焊接的质量要求非常严格，因此在验收过程中通常需要通过超声波探伤试验（UT）来检测焊缝是否存在缺陷。由于实芯焊丝的氢、氧含量较低而能够使焊缝有优异的机械性能，因此当前在建筑结构、机械制造等工业部门的厚板坡口焊接时仍主要使用实芯焊丝。但当采用二氧化碳作为保护气体进行焊接时，容易造成飞溅，若不去除焊接面上的飞溅点，则很难通过UT检测，因此很后续处理添加了很多麻烦。欧洲有使用混合气保护（80%Ar+20%CO₂）的金属药芯焊丝来代替实芯焊丝用于钢结构中，其焊接时可大幅度减少飞溅。但由于亚洲与欧洲的工业结构不同，因此混合气体的价格与欧洲相比不占优势。为适应亚洲地区的工业结构及资源利用，迫切需要一种采用二氧化碳气体保护、焊接时飞溅少、劳动效率高且机械性能优异的焊接材料。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种二氧化碳气体保护焊用含Ti型金属药芯焊丝，该焊丝不但降低了保护气体的成本，改善了焊接时飞溅多的情况，并且可连续焊接而不需清渣，大幅提高了劳动效率，此外所获得的熔敷金属具有优异的机械性能，尤其是具有优良的冲击韧性。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种二氧化碳气体保护焊用含Ti型金属药芯焊丝，由钢带外皮和金属药芯粉末组成，所述金属药芯粉末包裹于所述钢带外皮内，所述金属药芯粉末重量占焊丝总重量的10~30%；

以钢带外皮的总重量百分比计，所述钢带外皮的组分及重量百分比为：C 0.001~0.030%，Si 0.001~0.030%，Mn 0.01~0.30 %，Al 0.001~0.035%，P 0.001~0.020%，S 0.001~0.020%，余量Fe；

以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为：氟化物 0.1~5.0%，C 0.01~0.20%，Mn 10~18%，Si 3~8%，Zr 0.01~1.5%，Ti 0.1~5.0%，余量Fe；

其中所述氟化物为K₂SiF₆、NaF、K₃AlF₆和Na₃AlF₆中的任一种或几种的任意比例的混合物。

进一步的技术方案是：

以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为：氟化物 0.1~2.0%，C 0.08~0.20%，Mn 12~18%，Si 4~8%，Zr 0.01~0.50%，Ti 0.1~3.0%，余量Fe；

其中所述氟化物为K₂SiF₆、NaF、K₃AlF₆和Na₃AlF₆的任意比例的混合物。

本发明所述金属药芯粉末中各组分的主要作用如下所述：

氟化物（包括NaF、Na₃AlF₆、K₃AlF₆、K₂SiF₆）的主要作用为稳弧和脱氢。氟化物过少时，电弧不稳，脱氢作用不大；氟化物过多时，焊接烟尘量明显增大，电弧亦不稳，飞溅较多。

C的主要作用是提供适当的力学性能。碳含量过低时，强度不足；碳含量过高时，强度太高，冲击值不佳。

Mn的主要作用是脱氧、脱硫和向焊缝中过渡合金元素。锰含量过低时，则容易产生气孔，强度不足，锰含量过高时，强度太高，冲击值不佳，焊道变窄。

Si的主用作用是通过硅锰联合脱氧，这样脱氧效果更佳，同时过渡合金元素。硅含量过低时，则容易产生气孔，强度不足，焊道窄；硅含量过高时，强度太高，冲击值不佳，熔池太稀，成型不良。

Zr的主要作用是脱氧、脱氮，并且有一定的脱氢、脱硫之功能，此外还可细化晶粒提高冲击韧性。

Ti的主要作用是向焊缝中过渡合金元素。钛含量过低时，对提高冲击值的效果不大；钛含量过高时，则强度太高，甚至会产生马氏体组织，而使冲击值低落。