[其他]电焊丝

说明书

本发明属于焊接范围，即由金属基材和添加剂药粉制成的电焊丝。

本发明适用于熔化极气体保护电弧焊，也适用于焊制低碳钢和低合金钢金属结构时，没有附加保护的熔化极电弧焊。

此外，本发明还用于堆焊，以及在不熔化极（钨极）电弧焊和钎焊时，作为填充材料。

当前，熔化极气体（无论是氧化性的，还是惰性的）保护电弧焊是工业中使用最普遍的一种焊接方法。在建筑工地和设备安装现场，广泛采用没有外加保护的熔化极电弧焊。在这种情况下，采用实心焊丝和管状芯焊丝作为熔化极。实心焊丝是一种整体的、匀称的、同样金属的长杆，而管状药芯焊丝是由具有管状截面或截面形状较复杂的薄壳和药粉组成的组合材料。药粉位于由管状药芯焊丝薄壳形成的内部空腔里，并且是一种由金属粉（铁粉、铁合金和合金粉）、造渣剂和稳弧剂构成的机械混合物。在管状药芯焊丝里，用于填充药粉的空腔的横截面积与整个焊丝的横截面积的比值一般为0.5～0.8。

用实心焊丝进行焊接时，焊极的金属向四周剧烈飞溅，而且不能制成满意的焊缝。在没有保护介质对低碳钢和低合金钢进行焊接时，采用实心焊丝不可能得到具有高机械性能的焊缝。因此，这种焊丝仅用于气体保护焊或钎焊。

无论在气体保护电弧焊和钎焊，还是在无保护介质电弧焊的情况下，采用管状药芯焊丝可以得到具有高机械性能的、质量良好的焊缝，但是，管状药芯焊丝与实心焊丝的区别为成本高，制造复杂，并且焊接时要求采用专门的送丝机构（机构上装有几对送丝滚轮），以保证焊丝表面有较小的单位压力，这是由于焊丝一般采用厚度为0.2～0.5mm的冷轧低碳钢带制造，焊丝刚度不够的缘故。属于管状药芯焊丝的成分，并与造渣剂混合在一起的金属粉容易受潮腐蚀，这样就限制了这种焊丝的存储期限。因此，从获得高质量焊缝的角度来看，采用管状药芯焊丝的焊接过程是不够可靠的。

尽管在管状药芯焊丝的药粉中有大量的金属成分（铁粉和铁合金），可是这种药粉不导电，因此，在用管状药芯焊丝进行焊接的过程中，焊丝芯部熔化比金属外壳熔化要滞后很多。在这种情况下，由于加热不足，药粉的个别部分没有熔化便转移到熔池，这样，在金属熔滴于焊极端部长大和向熔池过渡的过程中，就降低了熔渣保护金属熔滴的效能，即部分熔渣不起保护金属熔滴免受空气污染的作用。由于这种原因，自保护管状药芯焊丝在药粉中要有重量15～20%的造渣保护材料，这样就决定了这种焊丝比实心焊丝在焊接时具有较低的生产率。在管状药芯焊丝中，金属基材与药粉不能均匀熔化的主要原因是不导电的药粉与金属的接触面积不够，热量在药粉容积里扩散的速度低造成的。没有充分烧透的熔渣有很高的粘度，因而不能很好地沿着焊丝金属熔滴的表面漫流，这就是熔渣不能有效保护熔化金属的原因。

用金属基材和适当成分的药粉制成的，而且药粉位于基材的纵向沟里的电焊丝，其与实心焊丝的区别是，可以保证有较小的飞溅，并且可制成优质的焊缝;其与管状药芯焊丝的区别是，可以保证焊接过程有较高的生产率，价格不高，具有足够的刚度，不要求使用专门的多滚轮送丝机构，而这种焊丝的药粉成分也不易受潮腐蚀。具有这种构造的最佳的一种焊丝是这样的，焊丝由金属基材和药粉构成，在焊丝的金属基材里，实际上是沿母线方向作成空腔，其开口朝向焊丝表面，每一个空腔在其横截面内是一个在焊丝侧表面方向上变窄的几何图形（GB，A，1481140）。在这种情况下，熔化前对金属基材的加热，靠在焊丝伸出部分上通过的电流，以及从焊丝熔化端电弧的活性斑点传出的热量来实现的。但是，在采用具有这种构造的焊丝进行焊接时，由于药粉与金属基材的接触面积不够，同样存在着药粉熔化大大滞后于金属基材熔化的问题。在这种焊丝的药粉中，含有重量小于15%的造渣物质时，不能保证有效的保护金属熔滴免受空气的污染，另外，在焊缝中还会形成气孔。在具有这种结构的焊丝里，充满药粉的空腔开口朝向焊丝表面，因此，当焊丝弯曲和通过送丝机构的滚轮时，消除不了从纵向沟中部分剥离药粉的可能性。

根据技术上的实质，下述的电焊丝结构最近似于所建议的解决方案，在焊丝中至少做出一个纵向空腔，空腔填满药粉，且在横截面内具有展开式的图形（GB，A，686120）。这种焊丝的结构在横截面内具有对称式的空腔，并且空腔从焊丝中心朝向外表面。焊丝所含药粉的重量等于或小于6%。