[发明专利]一种自保护焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊丝技术领域，尤其是一种自保护焊丝及其制备方法。

背景技术

目前硬面堆焊材料主要分为三个方向：一种是手工电焊条类，一种是焊丝类，一种是带极焊带类，其中焊丝类堆焊材料又分为埋弧焊丝和自保护药芯焊丝，自保护药芯焊丝是一种不需要外加气体或焊剂保护，是一种高效、省料、低成本的药芯焊丝，高效：因其易于实现自动化、焊缝无熔渣，无清渣问题，可实现连续焊接；省料：因为药芯焊丝可节约25％左右的熔敷金属；低成本：因其不需要气体或焊剂保护，从而降低生产成本，但现在市场上的堆焊材料在室温环境下使用，堆焊面硬度值很难达到要求，在高温环境下使用时，由于材料容易发生高温蠕变，导致硬度降低，所以就更难达到较高的硬度值。

为此，有研究者结合上述存在的缺陷，对自保护焊丝领域做出了研究，如专利号为201010163780.3的《一种自保护药芯焊丝》包括钢带和焊药，焊药填充于钢带中，按重量百分比计，焊药的成分为：1～3％的铝粉、3～5％的稀土硅、1～3％的钒铁、50～65％的高碳铬铁、10～15％的铌粉、10～20％的钼铁和2～5％的碳化钨，焊药填充于钢带中的填充率为40～50％。通过调节上述合金粉末之间的比例，使满足在不同温度条件下都具有较高的硬度，无论是室温条件下，还是在高温(可高达600℃)条件下均有较高的硬度，从而扩大硬面材料的使用场合，减少了工件使用温度对材料的限制，减少焊接时需要多种焊接材料的繁琐工序。

但是，尽管如此，现有技术中的自保护焊丝的质量和焊接处理时所需要的条件较为苛刻，进而导致自保护焊丝应用范围依然受到局限性，再者，对于自保护焊丝中，由于碳含量较大，依然会导致像气体保护焊丝一样的缺陷，导致自保护过程难以保护完整，进而使得焊接过程发生飞溅，进而造成焊丝焊接处理的浪费以及对焊缝的韧性造成影响。

于是，本研究者结合多年的探索和实践经验，在现有技术文献的基础上，为自保护焊丝技术领域提供了一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种自保护焊丝及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种自保护焊丝，包括皮层和药芯层，皮层为钢带，其中钢带的碳含量为0.003-0.01％，药芯层的成分按照质量百分比计，其原料为：铝粉3.1-4.5％，金属氟化物15-20％，二氧化硅粉末0.7-2.7％，金属锰4-8％，金属镍7-9％，镁粉9-13％，余量铬铁和碳化钨的混合物，其中铬铁：碳化钨为(7-9)：1，且铬铁中的碳含量0.009-0.03％；并且药芯层填充在皮层之中，填充率为60-73％。

所述的药芯层的成分按照质量百分比计，其原料为：铝粉3.9％，金属氟化物18％，二氧化硅粉末1.5％，金属锰5％，金属镍8％，镁粉11％，余量铬铁和碳化钨的混合物。

所述的金属氟化物为由氟钡锂和氟化镁或氟化钠或氟化钙中的一种或多种组合构成，其中氟钡锂在金属氟化物中的含量为41.3-59.7％。

所述的钢带为宽24mm，厚度为0.5mm的冷轧钢带。

所述的钢带中，包含有以下质量百分含量的化学成分：C：0.003-0.01％，Mn：0.2-0.5％，Al：0.1-0.3％，Si：0.03-0.07％。

所述的铬铁，其碳含量为0.01-0.02％。

上述自保护焊丝的制备方法，包括将药芯层添加在皮层上，并采用皮层包裹后，再将其送入挤压成型机中挤压成圆柱棒，并拉拔圆柱棒的直径为0.9-1.3mm，即可获得自保护焊丝。

所述的拉拔是控制温度为200-310℃下进行对圆柱棒拉长拉细处理。

所述的拉拔是在真空度为0.2-0.8MPa下进行的。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过对金属氟化物的加入，以及原料组成中的碳含量进行限定，进而降低了焊接应用时的飞溅率，进而避免了焊条焊接处理时的浪费，也提高了焊缝的柔韧性；尤其是结合各原料成分组成的配比设计，使得对配比设计达到合理，进而满足了焊丝在任何条件下的应用，也能够满足强度的要求，尤其是在常温以及600℃的高温环境下进行金属涂敷实验处理，无论是常温还是在600℃的高温环境下处理，均能够使得其硬度(HRC)达到60以上，并且制备的焊丝的抗拉强度达到了310MPa以上，断后的伸长率达到41％以上，硬度达到了31-57HRB，粗糙度为0.2-0.5μm。

由此可以得出，该焊丝能够降低对焊丝应用环境的要求，减少焊接时所需要的多重工序，提高了工作效率。

具体实施方式