[发明专利]二氧化碳气体保护焊用含Ti和B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，尤其涉及一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，适用于厚板打底焊接及高膜厚底漆钢板高速平角焊，属于金属焊接材料领域。

背景技术

在钢结构的厚板打底焊接工艺中，最早主要使用实心焊丝焊接来提高底道焊缝的抗裂性。但在二氧化碳气体保护焊中采用实心焊丝时，通常在较高的焊接条件下容易造成飞溅多的缺点，从而给后续处理造成困扰，且可能因为飞溅造成板材的应力集中，使孔蚀敏感性升高。而在船舶焊接领域中，目前大多数船厂采用耐底漆的焊药型药芯焊丝进行台车式自动焊，这种焊材在小于25μm的低膜厚条件下焊接可获得较理想的耐气孔性，但在大于30μm的高膜厚条件下，其耐漆性却不甚理想。

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和B型金属药芯焊丝，该金属药芯焊丝在厚板打底焊接时，在能保证与实芯焊丝相当的抗裂性的情况下，改善了实心焊丝飞溅多的缺点，而且在涂有30~40μm高膜厚底漆的钢板上进行高速平角焊时可获得十分优异的耐气孔性，同时可获得优异的熔敷金属机械性能。

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和B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 0.001~0.025%；Si 0.001~0.030%；Mn 0.01~0.35%；Al 0.001~0.030%；P 0.001~0.020%；S 0.001~ 0.020%和余量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 0.01~0.5%；Mn 8~20%；Si 2~8%；Ti 0.1~5.0%；B 0.01~0.1%；Zr 0.01~2.0%和余量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 0.05~0.15%，Mn 12~20%，Si 4~8%，Ti 0.1~3.0%，B 0.01~0.1%，Zr 0.01~0.50%和余量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Na₃AlF₆、K₃AlF₆、K₂SiF₆、NaF）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。

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。

B的主要作用是向焊缝中过渡合金元素。硼元素过低时，对提高冲击值的效果不大；硼含量过低时，则对抗热裂性不利。

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。