[发明专利]一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝及其焊接方法

说明书

本发明提供了一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝，包括钢带外皮和包裹在钢带外皮内的金属粉芯，所述金属粉芯各成分及其在金属粉芯中所占的质量百分比含量为：镍粉11～13％；硅铁3～4％；铝铁1.0～2.0％；硅锰合金12～14％；碳化硅1.5～2.5％；硼铁4～6％；钛酸钾0.3～0.75％；钼铁4.5～5.5％；余量为铁粉及不可避免的杂质。本发明提供的这种金属粉芯药芯焊丝使用75～80％的Ar和20～25％的CO₂保护气体焊接，其熔敷金属和焊接接头综合性能：屈服强度≥550MPa；抗拉强度为670～770MPa；伸长率≥22％；‑60℃条件下，KV₂≥50J；电弧稳定且焊后具有极少的熔渣。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝及其焊接方法。

背景技术

金属粉芯药芯焊丝具有焊接效率高，焊接工艺好，焊缝成型美观，焊后熔渣少可连续施焊等特点，熔敷速度可达15.5kg/h。在工程机械行业为了降低设备自重、减少能耗往往采取提高结构强度的措施，目前Q500、Q550级别钢板在工程机械焊接中得到大量应用。工程机械制造中因焊接质量及效率的要求，机器人高速自动焊得到越来越多的应用，对配套焊接材料也提出较高要求，尤其需要具有焊接过程电弧稳定、焊缝成型良好、焊后几乎无熔渣等可以减少焊后清理工作的焊丝。

然而当前工程机械行业使用的大部分为高强钢配套实心焊丝，存在焊接飞溅大、提高焊接电压焊后熔渣偏多的现象，焊后清理熔渣、飞溅等工作量较大，增加制造周期和成本。由于金属粉芯药芯焊丝的药芯中大部分为铁合金，市面上现有金属粉芯药芯焊丝都是采用在药芯组分中加入少量的K、Na、Ti等元素来增加电弧稳定性和减少焊接飞溅的，这类产品虽然因电弧稳定性优于实心焊丝，降低焊接过程中的飞溅，但是由于Ti元素的存在，焊道容易变黑、成型不良和焊后熔渣量比实心焊丝要多，同样增加焊后清理工作。目前在工程机械行业特别是机器人自动焊要求焊后无需清理熔渣即可连续施焊，上述的金属粉芯药芯焊丝明显不适用于工程机械行业的焊后无清渣机器人自动焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝，使得其焊接后无熔渣，且焊接工艺性能优良。

本发明的技术方案是提供了一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝，包括钢带外皮和包裹在钢带外皮内的金属粉芯，所述金属粉芯各成分及其在金属粉芯中所占的质量百分比含量为：镍粉11～13％；硅铁3～4％；铝铁1.0～2.0％；硅锰合金12～14％；碳化硅1.5～2.5％；硼铁4～6％；钛酸钾0.3～0.75％；钼铁4.5～5.5％；余量为铁粉及不可避免的杂质。

进一步的，所述金属粉芯质量占药芯焊丝总质量的12.5～13.5％。

进一步的，所述铝铁中的铝质量百分比为50～55％；铝铁粒度为80～150目。

进一步的，所述碳化硅的纯度大于99％，且碳化硅的粒度为180～220目。

进一步的，所述钛酸钾中钾质量百分比为25～30％，且钛酸钾粒度为80～100目。

进一步的，所述钼铁中的钼质量百分比为55～60％；钼铁粒度为80～120目。

进一步的，所述铁粉中的铁质量百分比大于99％；铁粉粒度为150～200目。

进一步的，所述金属粉芯中Si元素质量含量为0.3～0.8％，Mn元素质量含量为1.0～1.5％，且Mn/Si质量比为2～3。

进一步的，所述钢带外皮采用1.0mm厚、14mm宽的SPCC钢带。

另外，本发明还提供了上述工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝的焊接方法，焊接条件为：保护气体为75～85％Ar+15～25％CO₂的混合气；焊接电流280～320A；焊接电压27～28V；焊接速度360～420mm/min。