[发明专利]一种药芯焊丝合金粉末原料添加量的计算方法

说明书

本发明提供了一种药芯焊丝合金粉末原料添加量的计算方法，本发明为了解决药芯焊丝成份调整复杂，工作量大、焊丝各合金合格率低等问题，设计了一种计算药芯焊丝合金粉末添加量的方法，具体来说是通过焊丝熔敷金属中目标元素含量，添加合金粉末的成份含量及焊丝总量等数据，通过本发明的优化计算，可直接获得合金粉末的添加量。

技术领域

本发明涉及金属焊接用焊接材料技术领域，尤其涉及一种药芯焊丝合金粉末原料添加量的计算方法。

背景技术

随着钢铁材料的发展进步，各种新型钢铁产品被应用于各行各业。焊接钢铁材料的焊材需要根据钢铁产品的成份设计特点和强度等级进行选择。药芯焊丝具有一种研制周期短，焊接工艺性能好，焊缝成型美观等优点，因此在焊接方面具有广泛的应用领域。药芯焊丝是由金属薄带和薄带内均匀分布的焊丝药粉组成，焊丝经过焊接后，金属薄带和焊丝药粉熔化形成焊缝金属，焊缝金属的力学性能，腐蚀性能，涂镀性能等是焊丝综合性能的体现。为了设计出性能优异的焊丝，主要是控制焊丝中各种合金元素的含量和比例。药芯焊丝中各元素的含量是由金属薄带和焊丝药粉中各元素的含量决定的。由于每批金属薄带的成分是固定的，所以只能通过调整焊丝药粉的含量，控制焊丝中各元素的质量百分含量。焊丝药粉是由不同质量的合金粉末混合而成，由于合金粉末中含有多种元素，如钼铁中铁41％，Mn2.07％，Si0.47％，Mo55.78％，C0.22％。钛铁中铁65％，Mn1.45％，Si4.16％，C0.09％，Ti29.20％。添加一种合金粉末直接影响其它元素的含量。因此，为了获得符合设计要求的元素及元素范围，需要反复的进行焊丝制作，成份检测等工作。工作量大，材料浪费严重，并且焊丝设计人员的工作经验对试验次数、焊丝中各成份的合格率影响十分显著。为了获得更准确的焊丝成分，添加纯金属粉是一种捷径，但是焊丝成本高，不适用于批量生产应用。

现有专利CN109530962A公开了一种电流立向上焊接用药芯焊丝及其制备方法与应用。该专利公布了药芯焊丝各组分及其占药芯焊丝的质量百分比。但是专利并未公布如何计算合金粉末的添加量。

现有专利CN 105397332 B公开了一种铁道货车用高耐腐蚀药芯焊丝。该专利公布了焊丝熔敷金属的化学成份质量百分比，同时公布了合金粉末的化学成份质量百分比，但是，该专利并未公布如何通过调整合金粉末来调整熔核金属合金成份。

目前，应用于药芯焊丝中的各种合金粉末类型和成分存在较大的不同，同一个焊丝成分，在不同厂家采用的合金粉末量和研制周期较大差别。本发明突破了合金粉末类型和成分的差别，采用数学模型进行计算，获得了各种合金粉末的添加量。焊丝研制周期短，效率高，工作量小，能够精确的获得焊丝的成分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种药芯焊丝合金粉末原料添加量的计算方法，本发明为了解决药芯焊丝成份调整复杂，工作量大、焊丝各合金合格率低等问题，设计了一种计算药芯焊丝合金粉末添加量的方法，具体来说是通过焊丝熔敷金属中目标元素含量，添加合金粉末的成份含量及焊丝总量等数据，通过本发明的优化计算，可直接获得合金粉末的添加量。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种药芯焊丝合金粉末原料添加量的计算方法，包括如下方法：

1)数据准备：焊缝金属中各合金元素的设计质量百分含量、各种合金粉末原料中所含合金元素的质量百分含量、焊丝用钢带原料中各合金元素的质量百分含量；

2)焊丝填充率：焊丝填充率是焊丝药粉占焊丝质量的百分比，根据成品焊丝检测获得；其影响因素有焊丝钢带的厚度、宽度和密度，钢带卷曲速度，填粉速度等指标，该指标需根据成品焊丝拉拔情况综合考虑，焊丝填充率根据需要设计为10％～20％，常采用15％，因此钢带的质量占焊丝总质量的在80％-90％，计算获得钢带质量；

3)计算焊丝中各合金元素的质量：焊缝金属中的合金元素的设计质量百分含量除以系数K再乘以焊丝总质量，获得焊丝中各合金元素的质量；