本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，特別涉及一種490MPa級高強屈比的藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
：從現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計出發(fā)，為了提高建筑的耐久性及結(jié)構(gòu)的安全性，要求屈服強度與抗拉強度之間具有足夠的差值，即有一定的強屈比(≥1.2)，以使構(gòu)件在超出載荷下能承受一定的變形，而不至于突然斷裂。結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性要求在裂紋產(chǎn)生之前具有一定的塑性變形能力，這是不發(fā)生突然斷裂的先決條件，突然斷裂是一種破壞性最大、危害也最大的斷裂，因此我們必須設(shè)法避免它。在這種情況下，對藥芯焊絲也提出了相應(yīng)的要求。而傳統(tǒng)的490MPa級藥芯焊絲由于其焊接小冶金的特殊性，所得熔敷金屬的強屈比一般只有1.12左右，與母材的強屈比相差較多，因此大大增加了服役過程中發(fā)生突然斷裂的危險性。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種490MPa級高強屈比的藥芯焊絲，其熔敷金屬的強屈比達(dá)1.15以上，接近于母材的強屈比，因此減少了發(fā)生突然斷裂的危險性。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種490MPa級高強屈比的藥芯焊絲，由焊藥和鋼帶構(gòu)成，焊藥包裹于鋼帶內(nèi)；所述鋼帶是極低C、低P、S鋼帶；所述焊藥占焊絲總重量的10～20％；以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述極低C、低P、S鋼帶的組分如下：C：0.010～0.015％；Si：0.01～0.03％；Mn：0.10～0.30％；Al：0.005～0.035％；P：0.005～0.010％；S：0.005～0.010％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述焊藥的組分包括：TiO2：30～55％；SiO2：1～10％；ZrO2：0.5～5.0％；氟化物：0.1～5.0％；Na2O：0.1～5.0％；K2O：0.1～5.0％；Al+Mg：1～8％；C：0.01～0.15％；Mn：8～20％；Si：0.5～5.0％；Ti：0.1～5.0％；B：0.01～0.10％；Fe：余量。優(yōu)選的，以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述焊藥的組分如下：TiO2：40～55％；SiO2：2～8％；ZrO2：1～3％；氟化物：1～5％；Na2O：0.1～2.0％；K2O：0.1～3.0％；Al+Mg：1～8％；C：0.01～0.10％；Mn：12～20％；Si：1～5％；Ti：0.1～5.0％；B：0.01～0.10％；Fe：余量。優(yōu)選的，所述490MPa級高強屈比的藥芯焊絲，以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述極低C、低P、S鋼帶的組分如下：C：0.011～0.015％；Si：0.013～0.021％；Mn：0.13～0.23％；Al：0.020～0.032％；P：0.006～0.008％；S：0.005～0.007％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述焊藥的組分和含量如下：TiO2：45.6～50.2％；SiO2：3.1～5.6％；ZrO2：1.5～2.4％；氟化物：1.57～2.34％；Na2O：0.44～0.76％；K2O：0.8～1.4％；Al+Mg：3.8～5.0％；C：0.05～0.07％；Mn：15.4～16.3％；Si：2.3～2.9％；Ti：1.5～1.8％；B：0.05～0.06％；Fe：余量。以重量百分比計，所述490MPa級高強屈比的藥芯焊絲的熔敷金屬的組分包括：C：0.030～0.040％；Mn：1.21～1.25％；Si：0.23～0.47％；P：0.011～0.013％；S：0.005～0.011％；Ti：0.046～0.058％；Al：0.001～0.004％。優(yōu)選的，所述氟化物至少包括NaF、CaF2、BaF2、Na3AlF6、K3AlF6、K2SiF6、LiF中的一種。本發(fā)明中焊藥各組分在藥芯焊絲中各自發(fā)揮的作用如下：氧化物(包括TiO2、SiO2、ZrO2、Na2O和K2O)的主要作用是造渣、穩(wěn)弧，美化焊縫，提高脫渣性。氧化物過少時，焊接工藝性能較差，不易形成短渣，對立、橫位置不利，氧化物過多時，焊縫含氧量提高，降低了低溫韌性。氟化物(包括NaF、CaF2、BaF2、Na3AlF6、K3AlF6、K2SiF6、LiF)的主要作用為造渣和脫氫，另外還可調(diào)節(jié)粘度，提高熔渣的覆蓋性，氟化物過少時，脫氫作用不大，氟化物過多時，焊接煙塵量明顯增大，電弧不穩(wěn)，同時氟化物也具有一定的稀渣能力。鋁和鎂的主要作用是脫氧。碳的主要作用是提供適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。錳的主要作用是脫氧、脫硫和向焊縫中過渡合金元素。硅的主用作用是通過硅錳聯(lián)合脫氧，這樣脫氧效果更佳，同時過渡合金元素。微量的Ti和B的主要作用是向焊縫中過渡合金元素，通過Ti和B的復(fù)合來細(xì)化晶粒，從而提高力學(xué)性能。本發(fā)明采用極低C、低P、S的鋼帶，極低C的鋼帶及焊藥中添加少量的C可保證熔敷金屬的C含量控制在0.030-0.040％之間，這樣不但可保證熔敷金屬獲得足夠的強度，而且可獲得1.15以上的強屈比，其延伸率高達(dá)28％以上，-20℃沖擊值高達(dá)130J以上；低P、S的鋼帶有助于提高焊縫金屬的抗熱裂性能；熔敷金屬的擴散氫含量一般均在5ml/100g(水銀法)以下，這降低了焊縫金屬的淬硬傾向。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的藥芯焊絲焊接電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀，其熔敷金屬的強屈比高達(dá)1.15以上，接近于母材的強屈比，減少了發(fā)生突然斷裂的危險性。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。本發(fā)明由鋼帶和焊藥組成，焊藥包裹在鋼帶內(nèi)，采用極低C、低P、S的鋼帶，其鋼帶組分(重量百分比％)如下表：CSiMnAl0.010-0.0150.01-0.030.10-0.300.005～0.035PSFe0.005-0.0100.005-0.010余量焊藥占焊絲全重量比例為10％～20％，其焊藥組分(重量百分比％)如下表：TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg30-551-100.5-5.00.1-5.00.1-5.00.1-5.01-8CMnSiTiBFe0.01-0.158-200.5-5.00.1-5.00.01-0.10余量更優(yōu)選的焊藥組分(重量百分比％)如下表：TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg40-552-81-31-50.1-2.00.1-3.01-8CMnSiTiBFe0.01-0.1012-201-50.1-5.00.01-0.10余量更優(yōu)選的，所述490MPa級高強屈比的藥芯焊絲，以鋼帶總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述極低C、低P、S鋼帶的組分如下：C：0.011～0.015％；Si：0.013～0.021％；Mn：0.13～0.23％；Al：0.020～0.032％；P：0.006～0.008％；S：0.005～0.007％；Fe：余量；以焊藥總重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計，所述焊藥的組分和含量如下：TiO2：45.6～50.2％；SiO2：3.1～5.6％；ZrO2：1.5～2.4％；氟化物：1.57～2.34％；Na2O：0.44～0.76％；K2O：0.8～1.4％；Al+Mg：3.8～5.0％；C：0.05～0.07％；Mn：15.4～16.3％；Si：2.3～2.9％；Ti：1.5～1.8％；B：0.05～0.06％；Fe：余量。為了更好地理解本發(fā)明，下面通過實施例1～5來進一步說明，但本發(fā)明并不局限于下述實施例。實施例1：采用焊絲生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)通用的制造工藝，按表1-1的鋼帶組分制作鋼帶(即外皮)，按照表1-2的焊藥配方進行配制并將焊藥包裹于鋼帶內(nèi)(overlap)：表1-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0110.0130.130.0320.0060.005余量表1-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg42.86.42.71.450.871.65.4CMnSiTiBFe0.0516.73.21.40.0617.37其熔敷金屬的化學(xué)成分見表1-3，熔敷金屬的力學(xué)性能及擴散氫含量(水銀法)見表1-4。表1-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)CMnSiPSTiAl0.0351.230.440.0120.0080.0580.004表1-4：熔敷金屬力學(xué)性能及擴散氫含量實施例2：采用與實施例1相同的焊絲制造方法，按表2-1的鋼帶組分及表2-2的焊藥配方進行配制：表2-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0120.0150.150.0290.0060.005余量表2-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg44.35.62.41.570.761.45.0CMnSiTiBFe0.0516.32.91.50.0618.16其熔敷金屬的化學(xué)成分見表2-3，熔敷金屬的力學(xué)性能及擴散氫含量(水銀法)見表2-4。表2-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)CMnSiPSTiAl0.0331.250.380.0130.0090.0480.003表2-4：熔敷金屬力學(xué)性能及擴散氫含量實施例3：采用與實施例1相同的焊絲制造方法，按表3-1的鋼帶組分及表3-2的焊藥配方進行配制：表3-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0140.0170.170.0260.0080.006余量表3-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg45.64.72.11.780.641.24.6CMnSiTiBFe0.0616.02.61.60.0619.06其熔敷金屬的化學(xué)成分見表3-3，熔敷金屬的力學(xué)性能及擴散氫含量(水銀法)見表3-4。表3-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)表3-4：熔敷金屬力學(xué)性能及擴散氫含量實施例4：采用與實施例1相同的焊絲制造方法，按表4-1的鋼帶組分及表4-2的焊藥配方進行配制：表4-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0150.0190.210.0230.0080.006余量表4-2：焊藥配方(％)TiO2SiO2ZrO2氟化物Na2OK2OAl+Mg48.33.91.82.040.561.04.2CMnSiTiBFe0.0615.62.51.70.0518.29其熔敷金屬的化學(xué)成分見表4-3，熔敷金屬的力學(xué)性能及擴散氫含量(水銀法)見表4-4。表4-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)CMnSiPSTiAl0.0371.240.470.0130.0100.0460.003表4-4：熔敷金屬力學(xué)性能及擴散氫含量實施例5：采用與實施例1相同的焊絲制造方法，按表5-1的鋼帶組分及表5-2的焊藥配方進行配制：表5-1：鋼帶組分(％)CSiMnAlPSFe0.0150.0210.230.0200.0080.007余量表5-2：焊藥配方(％)其熔敷金屬的化學(xué)成分見表5-3，熔敷金屬的力學(xué)性能及擴散氫含量(水銀法)見表5-4。表5-3：熔敷金屬的化學(xué)成分(％)CMnSiPSTiAl0.0391.210.430.0130.0110.0520.003表5-4：熔敷金屬力學(xué)性能及擴散氫含量上述實驗可見，本發(fā)明藥芯焊絲熔敷金屬的C含量在0.030-0.040％之間，所獲得的強屈比均在1.15以上，延伸率高達(dá)28％以上，-20℃沖擊值高達(dá)130J以上，熔敷金屬的擴散氫含量均在5ml/100g(水銀法)以下。本發(fā)明的藥芯焊絲焊接電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀，其熔敷金屬的強屈比在1.15以上，接近于母材的強屈比，減少了發(fā)生突然斷裂的危險性。本發(fā)明的藥芯焊絲焊接電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀，其熔敷金屬的強屈比高達(dá)1.15以上，接近于母材的強屈比，因此減少了發(fā)生突然斷裂的危險性。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3