一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》是天津市金橋焊材集團有限公司於2006年7月25日申請的專利，該專利的公布號為CN101062537，申請號為2006101067146，授權公布日為2007年10月31日，發明人是侯傑昌、侯永和。

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》採用普通SPCC－SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鹽類、氟化物、三氧化二鋁（Al₂O₃）、鋁鎂合金、金屬鐵粉、金屬錳合金、金屬鎳所構成，其配比為：碳酸鹽類30－40％、二種以上的氟化物22－35％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4－5％、鋁鎂合金10－20％、金屬鐵粉5－10％、金屬錳合金4－12％、金屬鎳3－4％。

2018年12月20日，《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲
• 公布號：CN101062537
• 授權日：2007年10月31日
• 申請號：2006101067146
• 申請日：2006年7月25日
• 申請人：天津市金橋焊材集團有限公司
• 地址：天津市開發區鐵東路倉儲區（天津開發區微山路1號）
• 發明人：侯傑昌、侯永和
• Int.Cl.：B23K35/368(2006.01)
• 代理機構：國嘉律師事務所
• 代理人：王里歌
• 類別：發明專利

專利背景

隨著管線用鋼向高強度、高韌性的發展，迫切需要使用施工簡便、力學性能好、效率高、工藝操作容易的一種焊材。截至2006年7月，中國國外僅有美國林肯、合伯特等少數焊材廠開發出此類性能的焊接材料，但存在著價格比較昂貴，而且供應進度難以保證等問題，中國國內尚未開發出此類產品。

發明內容

專利目的

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》目的在於設計一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，它使焊材的力學性能和工藝性能能滿足焊接要求，可用於高強度管線用鋼的焊接。

技術方案

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》包括採用普通SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鹽類、氟化物、三氧化二鋁（Al₂O₃）、鋁鎂合金、金屬鐵粉、金屬錳合金、金屬鎳所構成，其配比為：碳酸鹽類30-40％、二種以上的氟化物22-35％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4-5％、鋁鎂合金10-20％、金屬鐵粉5-10％、金屬錳合金4-12％、金屬鎳3-4％。

上述所說的碳酸鹽類如碳酸鈣（CaCO₃）。

上述所說的二種以上的氟化物如氟化鈣（CaF₂）、氟化鋇（BaF₂）。

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》的配方分析：

在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，碳酸鹽類（CaCO₃）是藥芯的主要組成成分，其主要作用是穩弧、造渣和造氣，其含量影響到自保護藥芯焊絲的工藝性，如含量太低，如低於30％，不易形成短渣，對立向下焊接不利；如含量太高，如高於40％，則易產生焊接氣孔。故在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，碳酸鹽類（CaCO₃）含量在30-40％。

氟化物（CaF₂與BaF₂）也是《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》藥芯的主要成分，CaF₂具有強烈稀渣作用，其含量太低如低於12％，則稀渣能力不足；如含量超過15％，自保護藥芯焊絲電弧穩定性下降。在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，CaF₂的含量為12-15％；BaF₂主要在焊接時可以支持很短的電弧，這有兩個優點：一是在全位置焊接時，在某一給定焊接電流下降低了電弧能量和焊絲燃燒速度，使操作者可以更好地控制熔池，二是電弧電壓低、電弧短，這樣就減少了自保護藥芯焊絲焊接時熔滴吸收的氮，在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，BaF₂含量為10-20％。

三氧化二鋁（Al₂O₃）在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，其主要作用是調節熔渣熔點和凝固溫度，其含量在4-5％。

鋁鎂合金是自保護藥芯焊絲中常用的一種物質，其中的鋁、鎂屬於強脫氧劑和脫氮劑，如少於10％時，則易產生焊接氣孔，如高於20％，則會使衝擊韌性大幅度下降，其含量在10-20％。

金屬鐵粉主要用於調節工藝性，保證電弧穩定性，並可提高焊接效率，在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中含量為5-10％。

金屬錳合金作為脫氧劑和合金劑使用，在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中其含量為4-12％。

金屬鎳有利於提高焊縫的力學性能，特別是可以改善低溫韌性，在《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》中，為保證焊接性能，其含量在3-4％，含量過高則增加製造成本。

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》的使用方法：自保護全位置高韌性藥芯焊絲的使用特點是在管道上進行全位置下向焊接，焊接時分別經歷平焊、立焊、仰焊等焊接位置，對於焊絲的操作性能要求極高，主要是要求在各位置保持電弧穩定，不淌熔渣、不流鐵水、焊縫成形好、焊接飛濺小、抗氣孔能力強，為此，熔滴要呈噴射狀過渡，電弧穿透力要大，焊接藥芯的熔化溫度、熔渣的凝固溫度、表面張力均應適當。同時，適應通過藥芯過渡合金元素，已保證焊縫的強度、韌性、塑性等。

改善效果

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》的優越性在於：1、自保護全位置高韌性藥芯焊絲具有可以半自動焊，具有連續送絲，不用氣體保護，抗風能力較強，生產效率高、綜合成本低、焊接質量好、易於焊工操作等優點，使自保護藥芯焊絲在管道所需焊材中占有相當大的使用份額；2、具有優良的工藝操作性能和力學性能，電弧穩定，飛濺小，操作性好，成形美觀。

技術領域

《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》屬於焊接材料領域，特別涉及高強度管線用鋼的焊接。《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》的自保護全位置高韌性藥芯焊絲，主要針對長輸管道的焊接。

權利要求

1、《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》包括採用普通SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鹽類、氟化物、三氧化二鋁（Al₂O₃）、鋁鎂合金、金屬鐵粉、金屬錳合金、金屬鎳所構成，其配比為：碳酸鹽類30-40％、二種以上的氟化物22-35％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4-5％、鋁鎂合金10-20％、金屬鐵粉5-10％、金屬錳合金4-12％、金屬鎳3-4％。

2、根據權利要求1所說的一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，其特徵在於所說的碳酸鹽類如碳酸鈣（CaCO₃）。

3、根據權利要求1所說的一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，其特徵在於所說的二種以上的氟化物如氟化鈣（CaF₂）、氟化鋇（BaF₂）。

4、根據權利要求1、2、3所說的一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）40％、氟化鈣（CaF₂）13％、氟化鋇（BaF₂）16％、三氧化二鋁（Al₂O₃）5％、金屬鎳4％、鋁鎂合金13％、金屬鐵粉5％、金屬錳合金4％。

5、根據權利要求1、2、3所說的一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）30％、氟化鈣（CaF₂）15％、氟化鋇（BaF₂）10％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4％、金屬鎳3％、鋁鎂合金20％、金屬鐵粉8％、金屬錳合金10％。

6、根據權利要求1、2、3所說的一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）36％、氟化鈣（CaF₂）12％、氟化鋇（BaF₂）20％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4％、金屬鎳4％、鋁鎂合金10％、金屬鐵粉10％、金屬錳合金5％。

實施方式

實施例1：（％）一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，它包括採用普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，使用通用的藥芯焊絲製造生產工藝製作本品，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）40％、氟化鈣（CaF₂）13％、氟化鋇（BaF₂）16％、三氧化二鋁（Al₂O₃）5％、鋁鎂合金13％、金屬鐵粉5％、金屬錳合金4％、金屬鎳4％。

實施例2：（％）一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，它包括採用普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，使用通用的藥芯焊絲製造生產工藝製作本品，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）30％、氟化鈣（CaF₂）15％、氟化鋇（BaF₂）10％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4％、鋁鎂合金20％、金屬鐵粉8％、金屬錳合金10％、金屬鎳3％。

實施例3：（％）一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲，它包括採用普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，採用藥芯過渡合金方式，使用通用的藥芯焊絲製造生產工藝製作本品，其特徵在於焊絲藥芯的配方是由碳酸鈣（CaCO₃）36％、氟化鈣（CaF₂）12％、氟化鋇（BaF₂）20％、三氧化二鋁（Al₂O₃）4％、鋁鎂合金10％、金屬鐵粉10％、金屬錳合金5％、金屬鎳4％。

上述實施例總結為表1，實施例之力學性能見表2。

表1

表2：實施例之力學性能

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種自保護全位置高韌性藥芯焊絲》獲得第二十屆中國專利優秀獎。