專利名稱：：一種50公斤級全位置焊耐火耐候鋼藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域。特別涉及一種50公斤級全位置焊接耐火耐候鋼專用藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和城市人口的快速增長，推動了城市建筑趨向高層化，大型化發(fā)展。高層和超高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以提高建筑物的安全性和耐久性，但也帶來了不容忽視的防火問題。以往在建造鋼結(jié)構(gòu)建筑時由于普通的鋼材沒有耐火耐候性能。為了耐大氣腐蝕，就要在鋼材的表面刷涂耐候涂料并每隔一段時間重新再次刷涂以保證耐大氣腐蝕性能。而為了使這種鋼結(jié)構(gòu)具有一定的耐火性能，通常只能采用包裹隔熱材料的辦法，這種包裹方法只能用于某些局部的地方，不能保證鋼結(jié)構(gòu)整體都具有耐火性能。為了適應(yīng)國家鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的需要，我國鋼鐵行業(yè)開發(fā)了具有優(yōu)良的耐大氣腐蝕和良好的耐高溫性能的鋼材，但目前國內(nèi)現(xiàn)有的焊材卻不能夠與之匹配，能夠耐大氣腐蝕的焊材卻不能夠耐高溫，具有耐高溫性能的焊材卻不能耐大氣腐蝕，缺少既耐大氣腐蝕又耐高溫的50公斤級焊材。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗研究工作，研制了一種與50公斤級耐火耐候鋼配套的專用藥芯焊絲。本發(fā)明的目的在于提供一種50公斤級全位置焊耐火耐候鋼藥芯焊絲，本發(fā)明焊絲焊接工藝優(yōu)良、抗裂性能優(yōu)良、焊縫金屬具有良好的耐火耐候性能。本發(fā)明藥芯焊絲由優(yōu)質(zhì)超低碳冷軋鋼帶制成的外皮和藥芯構(gòu)成，藥芯由下列質(zhì)量百分比的組分組成=TiO22540%、硅鋁酸鹽515%、鋁酸鹽28%、鋯酸鹽210%、氟化物1.54%、碳酸鹽14%、Mn515%、Si410%、Mo25%、Cu0.53%,Fe2545%。為了獲得更好的焊接效果，組分優(yōu)選=TiO23038%、硅鋁酸鹽611%、鋁酸鹽25%、鋯酸鹽26%、氟化物1.53%、碳酸鹽14%、Mn5ll%、Si:48%,Mo2.24.5%,Cu0.82.5%,Fe2540%。本發(fā)明焊絲在制備時沒有特殊要求，采用行業(yè)內(nèi)通用的制造工藝即可實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點和特點1.本發(fā)明通過藥芯藥粉向熔敷金屬過渡適量的鉬、銅及其他合金元素，使焊縫金屬得到良好的耐火耐候性能，其中耐火性達到600°C保溫一小時，屈服強度大于230MPa，延伸率大于25%；耐大氣腐蝕性能采用增重法測定，試驗為120個周期，在模擬工業(yè)大氣的特定環(huán)境下，熔敷金屬的腐蝕增重速度大大優(yōu)于普碳鋼同時也優(yōu)于目前50公斤級耐火耐候鋼2.本發(fā)明通過對焊絲藥芯組分的調(diào)整，控制焊縫金屬錳、硅、鉬、銅等合金含量，保證熔敷金屬的最小抗拉強度大于490MPa、延伸率大于20%、常溫沖擊韌性Akv彡47J，使焊縫金屬具有優(yōu)良的抗裂性能。3.本發(fā)明能夠進行全位置焊接，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小，易脫渣，焊縫成型美觀。本發(fā)明的工作原理及實施TiO2做為藥芯的重要組分，其主要作用是穩(wěn)定電弧、造渣、調(diào)整熔渣的物理性能，改善焊縫成形和減少焊接飛濺，提高全位置施焊性能。當(dāng)TiO2含量低于25%時，上述作用不明顯，不能滿足工藝要求。反之，若TiO2超過40%，會增大飛濺和破壞渣的復(fù)蓋性能甚至?xí)鸷缚p缺陷。根據(jù)試驗結(jié)果，TiO2加入量一般為2540%。硅鋁酸鹽能使渣與焊縫具有好的親和力，能使焊縫得到良好的成形。當(dāng)其含量適宜時對熔滴有明顯的細化作用，原因是其所含的SiO2及K20、Na2O使熔滴的表面張力減小，因而熔滴質(zhì)量減小及存在時間縮短熔滴被細化。加入量小于5%和大于15%都會破壞焊縫成形并使飛濺增大。一般加入量515%。鋁酸鹽也是一種重要的熔渣形成組分，它能提高渣的凝固程度而不改變其粘度，并改善脫渣能力，但其不溶于液態(tài)鐵中且不易上浮造成夾渣。因此，加入量不能過高。一般加入量為26%。鋯酸鹽是耐高溫的氧化物之一，其熔點高達2700°C，適量加入會使電弧的穩(wěn)定性提高并可細化熔滴、使渣的粘度處于良好狀態(tài)，在立焊、仰焊時阻止熔渣下淌。加入量大于10%會增大飛濺，破壞焊縫成形。一般加入量210%。氟化物具有調(diào)整熔渣的流動性及除氫的作用并調(diào)整熔渣的堿度以提高熔敷金屬的抗裂性。加入量大于4%會引起飛濺增大且不利于全位置施焊。一般加入量為1.54%。碳酸鹽為堿性氧化物，是為了調(diào)整熔渣的堿度而加入的，有提高熔敷金屬沖擊韌性的作用。加入量大于4%會明顯增大飛濺顆粒，影響工藝性。Mn，作為脫氧劑可使焊接金屬的含氧量降低而使韌性提高，作為滲合金劑可有效提高焊接金屬的強度。Mn含量低于5%既不能保證強度也使韌性大幅降低，不能滿足要求。若錳含量超過11%，則焊接金屬的強度變得過高而使韌性劣化。Si，作為脫氧劑可使焊接金屬的含氧量降低而使韌性提高，作為滲合金劑可提高焊接金屬的強度。Si含量低于4%使韌性大幅降低，不能滿足要求。若Si含量超過8%，則焊接金屬的強度變得過高飛濺增大而使工藝劣化。Mo是鐵素體形成元素也是提高熱強性最重要的合金元素之一，耐熱鋼中一般都含有鉬元素。鉬在鋼中大部分固溶于基體，強化鐵素體，在晶界偏聚，可起強化晶界作用，從而提高蠕變強度，鉬同時能以細小的碳化物形式產(chǎn)生彌散強化作用。本研究鉬含量若小于2.2%會造成強度不合格并影響焊縫金屬的熱強性。若大于4.5%，焊縫金屬的強度大大超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)并使延伸率和沖擊韌性惡化。Cu元素是一種良好的耐大氣腐蝕的元素，向焊縫金屬中過渡適量的銅元素會明顯提高焊縫金屬的耐大氣腐蝕性能。在本研究中，銅含量小于0.8%不符合耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，大于2.5%會惡化焊縫金屬的塑性及韌性。Fe元素為余量，起填充之用。填充量為28-36%。2.渣系的確定本研究采用鈦鈣型渣系即主要成分為=TiO2-硅鋁酸鹽-鋁酸鹽_鋯酸鹽_碳酸鹽，以保證焊絲具有優(yōu)良的焊接工藝和全位置操作性。適當(dāng)加入碳酸鹽主要是為了提高熔敷金屬的抗裂性。具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面以實施例進一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實施例1-450公斤級全位置焊耐火耐候鋼藥芯焊絲的制備采用焊絲生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)通用的制造工藝，采用表1所示成分的優(yōu)質(zhì)超低碳冷軋鋼帶為外表鋼帶，并按表2的配比取藥芯各組分，制備成藥芯焊絲。表1、超低碳冷軋鋼帶化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2實施例1-4藥芯混合粉組分百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按行業(yè)常規(guī)方法測試實施例1-4制得的焊絲的各項力學(xué)性能指標(biāo)結(jié)果見表3。表3熔敷金屬力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對實施例1-4制備的藥芯焊絲進行熔敷金屬600°C保溫lh力學(xué)性能、120個周期干濕循環(huán)腐蝕加速增重試驗，結(jié)果見表4表4<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種50公斤級全位置焊耐火耐候鋼藥芯焊絲，由優(yōu)質(zhì)超低碳冷軋鋼帶制成的外皮和藥芯構(gòu)成，其特征在于藥芯由下列質(zhì)量百分比的組分組成TiO225～40％、硅鋁酸鹽5～15％、鋁酸鹽2～8％、鋯酸鹽2～10％、氟化物1.5～4％、碳酸鹽1～4％、Mn5～15％、Si4～10％、Mo2～5％、Cu0.5～3％、Fe25～45％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種50公斤級全位置焊耐火耐候鋼藥芯焊絲，其特征在于組分的質(zhì)量百分比為=TiO23038%、硅鋁酸鹽611%、鋁酸鹽25%、鋯酸鹽26%、氟化物1.53%、碳酸鹽14%、Mn5ll%、Si48%、Mo2.24.5%、Cu0.82.5%,Fe2540%。全文摘要本發(fā)明公開了一種50公斤級全位置焊接耐火耐候鋼專用藥芯焊絲，本發(fā)明藥芯焊絲由優(yōu)質(zhì)超低碳冷軋鋼帶制成的外皮和藥芯構(gòu)成，藥芯由下列質(zhì)量百分比的組分組成TiO225～40％、硅鋁酸鹽5～15％、鋁酸鹽2～8％、鋯酸鹽2～10％、氟化物1.5～4％、碳酸鹽1～4％、Mn5～15％、Si4～10％、Mo2～5％、Cu0.5～3％和Fe25～45％；本發(fā)明焊絲焊接工藝優(yōu)良、抗裂性能優(yōu)良、焊縫金屬具有良好的耐火耐候性能，是與50公斤級耐火耐候鋼配套的專用藥芯焊絲。文檔編號B23K35/30GK101804529SQ201010138808公開日2010年8月18日申請日期2010年4月6日優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日發(fā)明者崔偉,張春田,楊新祿,柳江,鄭子行,馬恒勝申請人:天津大橋焊材集團有限公司