WH80钢用气保护型药芯焊丝及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710641038.0 | 申请日 | 2017-07-31 | 公开(公告)号 | CN107350660A | 公开(公告)日 | 2017-11-17 |
| 申请人 | 西安理工大学; | 发明人 | 张敏; 张涛; 史杰; 王莹; 王晓伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了WH80 钢 用气保护型药芯 焊丝 ，包括药芯和药皮，其中药芯按 质量 百分比由以下组分组成：铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％， 硅 铁 粉0.5％-1.5％，铌铁粉0.5％-1.5％， 钛 铁粉0.5％-1％，氟化钡粉13％-17％， 氧 化镁粉10％-16％，氧化铈粉1％-3％， 石英 粉1％-4％，金红石粉20％-28％，锆英砂粉3％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％； 焊接 飞溅 少， 焊缝 成型美观，具有很好的焊接工艺性；药芯焊丝制备方法简单，便于进行大规模批量生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.WH80钢用气保护型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和药皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％，硅铁粉 |
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| 说明书全文 | WH80钢用气保护型药芯焊丝及其制备方法技术领域背景技术[0002] WH80钢是低碳低合金高强钢，调质钢WH80具有高强度、良好的低温冲击韧性，抗层状撕裂性能、较低的时效敏感性系数。该钢采用低碳低合金的化学成分设计，运用控制轧制和控制冷却技术，使WH80具有比传统调质钢更低的碳当量和焊接裂纹敏感性系数。WH80钢属于高强钢结构钢，用于工程机械、矿山机械、煤矿机械、环保机械、冶金机械等企业制造液压支架、吊车伸长臂、起重机伸长臂、挖掘机支撑臂等。 [0003] 目前，针对WH80钢的焊接材料，可匹配焊材的可选择性不多，使WH80钢焊接存在一定的难度。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供WH80钢用气保护型药芯焊丝，实现WH80钢焊接接头力学性能优良。 [0005] 本发明的另一个目的是提供WH80钢用气保护型药芯焊丝的制备方法。 [0006] 本发明所采用的技术方案是，WH80钢用气保护型药芯焊丝，包括药芯和药皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：药芯和药皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％，硅铁粉0.5％-1.5％，铌铁粉 0.5％-1.5％，钛铁粉0.5％-1％，氟化钡粉13％-17％，氧化镁粉10％-16％，氧化铈粉1％- 3％，石英粉1％-4％，金红石粉20％-28％，锆英砂粉3％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。 [0007] 本发明的特点还在于： [0009] 该药芯焊丝的填充量控制在19％～23％。 [0010] 本发明所采用的第二个技术方案是，WH80钢用气保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下： [0011] 步骤1：按质量百分比分别称取铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％，硅铁粉0.5％-1.5％，铌铁粉0.5％-1.5％，钛铁粉0.5％-1％，氟化钡粉13％-17％，氧化镁粉10％-16％，氧化铈粉1％-3％，石英粉1％-4％，金红石粉20％-28％，锆英砂粉3％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。 [0013] 步骤3：将步骤1称取的铬粉、镍粉、钼粉、锰粉、硅铁粉、铌铁粉、钛铁粉、氧化铈粉、金红石粉、锆英砂粉和铁粉与步骤2得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末； [0015] 步骤5：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0016] 步骤2中：烧结温度为600-700℃，烧结时间为3-4h。 [0017] 步骤2中：过筛采用粒度为80-120目筛网。 [0018] 步骤3中：烘干温度为220-300℃，烘干时间为2-3h。 [0019] 步骤4中：药芯焊丝的填充量控制在19％～23％。 [0020] 本发明的有益效果是，(1)相比焊条和实心焊丝而言，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，适合于连续送丝焊接设备，具有较高的生产效率；(2)本发明药芯焊丝制备方法简单，操作方便，便于进行大规模批量生产。 具体实施方式[0021] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。 [0022] 本发明WH80钢用气保护型药芯焊丝，包括药芯和药皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：按质量百分比分别称取铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％，硅铁粉0.5％-1.5％，铌铁粉0.5％-1.5％，钛铁粉0.5％-1％，氟化钡粉13％- 17％，氧化镁粉10％-16％，氧化铈粉1％-3％，石英粉1％-4％，金红石粉20％-28％，锆英砂粉3％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；药皮为碳钢钢带；药芯焊丝的填充量控制在19％～23％。 [0023] 该药芯焊丝中各组分的作用和功能如下： [0024] 金属铬还具有提高接头耐蚀性的作用； [0025] 金属镍，还具有提高焊接接头韧性的作用； [0027] 石英，氟化钡，金红石，具有造渣的作用，焊接时产生熔渣对熔池进行保护； [0028] 氟化钡是碱性渣，石英，金红石是酸性渣，三者配合使用，可以调整熔渣的碱度。 [0029] 上述WH80钢用气保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下： [0030] 步骤1：按质量百分比分别称取铬粉1％-4％，镍粉4％-8％，钼粉1.5％-3.5％，锰粉8％-12％，硅铁粉0.5％-1.5％，铌铁粉0.5％-1.5％，钛铁粉0.5％-1％，氟化钡粉13％-17％，氧化镁粉10％-16％，氧化铈粉1％-3％，石英粉1％-4％，金红石粉20％-28％，锆英砂粉3％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。 [0031] 步骤2：将步骤1称取的氟化钡粉、氧化镁粉、石英粉混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中烧结，烧结温度为600-700℃，烧结时间为3-4h，烧结结束后研磨、过筛，过筛采用粒度为80-120目筛网，得到混合粉A； [0032] 步骤3：将步骤1称取的铬粉、镍粉、钼粉、锰粉、硅铁粉、铌铁粉、钛铁粉、氧化铈粉、金红石粉、锆英砂粉和铁粉与步骤2得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中烘干，烘干温度为220-300℃，烘干时间为2-3h，得到药芯粉末； [0033] 步骤4：通过药芯焊丝制丝机把步骤3制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，药芯焊丝的填充量控制在19％～23％，并进行拉拔，得到药芯焊丝； [0034] 步骤5：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0035] 实施例1 [0036] 步骤1：称取氟化钡粉140g、氧化镁粉160g、石英粉30g混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中600℃烧结3h，烧结结束后研磨、并采用粒度为80-120目筛网过筛，得到混合粉A； [0037] 步骤2：铬粉20g、镍粉60g、钼粉20g、锰粉100g、硅铁粉5g、铌铁粉10g、钛铁粉5g、氧化铈粉10g、金红石粉240g、锆英砂粉40g和铁粉160g与步骤1得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中220℃烘干2h，得到药芯粉末； [0038] 步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，并进行拉拔至直径为1.2mm，得到药芯焊丝，其中药芯粉末填充量控制在19％； [0039] 步骤4：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0040] 用实施例1制备的药芯焊丝，适用于电弧焊(FCAW)，外加保护气体，焊接电流为160-190A，焊接电压为21-24V。经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度为810Mpa，屈服极限为610Mpa，冲击功为125J。性能符合高强钢WH80使用要求。 [0041] 实施例2 [0042] 步骤1：称取氟化钡粉120g、氧化镁粉130g、石英粉20g混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中650℃烧结3.5h，烧结结束后研磨、并采用粒度为80-120目筛网过筛，得到混合粉A； [0043] 步骤2：铬粉20g、镍粉70g、钼粉25g、锰粉110g、硅铁粉8g、铌铁粉15g、钛铁粉5g、氧化铈粉40g、金红石粉210g、锆英砂粉60g和铁粉167g与步骤1得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中250℃烘干2.5h，得到药芯粉末； [0044] 步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，并进行拉拔至直径为1.4mm，得到药芯焊丝，其中药芯粉末填充量控制在21％； [0045] 步骤4：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0046] 用实施例2制备的药芯焊丝，适用于电弧焊(FCAW)，外加保护气体，焊接电流为170-210A，焊接电压为21-23V。经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度为833Mpa，屈服极限为659Mpa，冲击功为129J。性能符合高强钢WH80使用要求。 [0047] 实施例3 [0048] 步骤1：称取氟化钡粉150g、氧化镁粉110g、石英粉20g混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中680℃烧结3.5h，烧结结束后研磨、并采用粒度为80-120目筛网过筛，得到混合粉A； [0049] 步骤2：铬粉40g、镍粉80g、钼粉35g、锰粉120g、硅铁粉15g、铌铁粉5g、钛铁粉10g、氧化铈粉10g、金红石粉230g、锆英砂粉30g和铁粉145g与步骤1得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中250℃烘干3h，得到药芯粉末； [0050] 步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，并进行拉拔至直径为1.6mm，得到药芯焊丝，其中药芯粉末填充量控制在23％； [0051] 步骤4：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0052] 用实施例3制备的药芯焊丝，适用于电弧焊(FCAW)，外加保护气体，焊接电流为200-220A，焊接电压为22-24V。经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度为835Mpa，屈服极限为664Mpa，冲击功为132J。性能符合高强钢WH80使用要求。 [0053] 实施例4 [0054] 步骤1：称取氟化钡粉135g、氧化镁粉140g、石英粉25g混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中680℃烧结3.5h，烧结结束后研磨、并采用粒度为80-120目筛网过筛，得到混合粉A； [0055] 步骤2：铬粉30g、镍粉65g、钼粉20g、锰粉115g、硅铁粉10g、铌铁粉15g、钛铁粉10g、氧化铈粉20g、金红石粉220g、锆英砂粉60g和铁粉135g与步骤1得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中250℃烘干3h，得到药芯粉末； [0056] 步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，并进行拉拔至直径为1.6mm，得到药芯焊丝，其中药芯粉末填充量控制在23％； [0057] 步骤4：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0058] 用实施例4制备的药芯焊丝，适用于电弧焊(FCAW)，外加保护气体，焊接电流为190-210A，焊接电压为22-25V。经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度为849Mpa，屈服极限为675Mpa，冲击功为128J。性能符合高强钢WH80使用要求。 [0059] 实施例5 [0060] 步骤1：称取氟化钡粉145g、氧化镁粉135g、石英粉30g混合，向其中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后置于加热炉中680℃烧结3.5h，烧结结束后研磨、并采用粒度为80-120目筛网过筛，得到混合粉A； [0061] 步骤2：铬粉35g、镍粉75g、钼粉30g、锰粉120g、硅铁粉15g、铌铁粉5g、钛铁粉5g、氧化铈粉15g、金红石粉230g、锆英砂粉35g和铁粉125g与步骤1得到的混合粉A混合，并置于烘干炉中250℃烘干3h，得到药芯粉末； [0062] 步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2制备得到的药芯粉末包裹在碳钢钢带内，并进行拉拔至直径为1.6mm，得到药芯焊丝，其中药芯粉末填充量控制在23％； [0063] 步骤4：采用绕丝机把步骤4得到的药芯焊丝拉直、盘成圆盘，密封包装待用。 [0064] 用实施例5制备的药芯焊丝，适用于电弧焊(FCAW)，外加保护气体，焊接电流为190-210A，焊接电压为20-23V。经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度为826Mpa，屈服极限为653Mpa，冲击功为127J。性能符合高强钢WH80使用要求。 [0065] 本发明药芯焊丝包括药芯和药皮，相比焊条和实心焊丝而言，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，适合于连续送丝焊接设备，具有较高的生产效率；药芯焊丝制备方法简单，操作方便，便于进行大规模批量生产。 |
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