一种环保低氢药芯焊丝及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保低氢药芯焊丝及制备方法，环保低氢药芯焊丝包括低碳钢外皮和填充在低碳钢外皮内药芯，药芯原料按重量百分比包括：云母氧化铁10～20％、锰砂3～10％、硅灰石3～15％、金红石5～10％、低碳锰铁粉2～5％、大理石5～8％、镁砂3～5％、白泥1～3％、氧化钾0.2～0.8％，碳酸锂0.5～0.7％，镍粉3～8％，钼粉2～5.5％、铁硅粉0.3～1％，余量为铁粉。本发明专利技术采用无毒无味的云母氧化铁，焊接过程中无烟雾，减少了环境污染，同时焊缝具有良好的力学性能；本发明专利技术制备工艺简单，生产成本低，有利于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及药芯焊丝
，尤其涉及一种环保低氢药芯焊丝及制备方法。
技术介绍
药芯焊丝也称为管状焊丝或粉芯焊丝，可以通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，以适于不同工矿、不同条件设备部件的要求，广泛地应用于各个领域。药芯焊丝在焊接过程中，会产生一定量的氢，其中一部分会在熔池冷却凝固过程中逸出，来不及逸出的氢则会保留到焊缝中。焊后随着放置时间的增加，一部分扩散氢会从焊缝中逸出，另一部分扩散氢则变为残余氢。焊缝中的氢不断扩散聚集，在应力作用下会导致焊缝敏感组织产生氢致裂纹影响焊接接头的力学性能，对焊接结构造成潜在危害。因此，药芯焊丝中常加入氟化物控制焊缝金属中的氢含量，氟化物如萤石等，虽然能够有效控氢，生成的HF为有害气体，在焊接过程中产生大量的烟尘，对环境造成污染。随着环保意识的增强，研制一种既环保又能有效控制氢含量的药芯焊丝成为本领域急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种环保低氢药芯焊丝及制备方法，采用无毒无味的云母氧化铁，焊接过程中无烟雾，减少了环境污染，本专利技术具有良好的焊接性能和力学性能，飞溅少，低温冲击功大于100J，拉伸强度超过650MPa。本专利技术提出的一种环保低氢药芯焊丝，包括低碳钢外皮和填充在低碳钢外皮内药芯，药芯原料按重量百分比包括：云母氧化铁10～20％、锰砂3～10％、硅灰石3～15％、金红石5～10％、低碳锰铁粉2～5％、大理石5～8％、镁砂3～5％、氧化钾0.2～0.8％，碳酸锂0.5～0.7％，镍粉3～8％，钼粉2～5.5％、铁硅粉0.3～1％，余量为铁粉。优选地，云母氧化铁在药芯原料中的重量百分比为10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％，锰砂在药芯原料中的重量百分比为3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％，硅灰石在药芯原料中的重量百分比为3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％，金红石在药芯原料中的重量百分比为5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％，低碳锰铁粉在药芯原料中的重量百分比为2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％、4.8％、5％，大理石在药芯原料中的重量百分比为5％、5.2％、5.4％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.4％、7.6％、7.8％、8％，镁砂在药芯原料中的重量百分比为3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％、4.8％、5％，白泥在药芯原料中的重量百分比为1％、1.2％、1.3％、1.5％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％，氧化钾在药芯原料中的重量百分比为0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％，碳酸锂在药芯原料中的重量百分比为0.5％、0.52％、0.54％、0.50.6％、0.58％、0.6％、0.62％、0.64％、0.66％、0.68％、0.7％，镍粉在药芯原料中的重量百分比为3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％，钼粉在药芯原料中的重量百分比为2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、4.6％、4.8％、5％、5.2％、5.4％、5.5％，铁硅粉在药芯原料中的重量百分比为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。优选地，所述云母氧化铁中Fe2O3的含量与大于等于90wt％。优选地，所述云母氧化铁中SiO2的含量小于等于4wt％。优选地，云母氧化铝和锰砂的重量比为1～3：1。优选地，低碳锰铁粉、大理石和镁砂的重量比为7：13：9。优选地，药芯原料按重量百分比包括：云母氧化铁15％、锰砂6.5％、硅灰石9％、金红石7.5％、低碳锰铁粉3.5％、大理石6.5％、镁砂4％、氧化钾0.5％，碳酸锂6％，镍粉5.5％，钼粉4％、铁硅粉0.65％，余量为铁粉。一种环保低氢药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：S1、按配比称取药芯原料，混合均匀，在温度为120-150℃下干燥，球磨，过400目筛得到药芯粉；S2、将低碳钢带进行表面处理，干燥得到初坯外皮；S3、将初坯外皮轧制成U型外皮，将S1得到的药芯粉填充在U型外皮中，药芯填充率为20-25％，两端封口，经粗拉、精拉得到环保低氢药芯焊丝。优选地，在S2中，低碳钢带进行表面处理以去除油污、污渍；优选地，在S2中，表面处理包括酸碱、碱洗。优选地，在S3中，药芯填充率是指药芯粉占药芯焊丝的重量百分数。优选地，所述环保低氢药芯焊丝的直径为1.8-2.5mm。本专利技术中各组分的作用：云母氧化铁：又称为片状氧化铁为正六边形的片状单晶体，主要化学成分为α-Fe2O3，由于其片状结构类似云母，故称云母氧化铁，具有独特的鳞片结构，耐碱性好，受热分解并产生气体，降低了焊缝金属周围氢分压，抑制了氢气溶解，生成的FeO可以H反应，增加熔渣溶氢量，减少焊缝金属中的氢含量，大幅减少了焊缝金属中的氢含量，提高了焊缝金属的韧性；母体内少量的氧化硅与Fe2O3形成FeO-SiO2型铁橄榄石，增强了熔渣的碱度，进一步增大溶氢量和氧化性，提高焊缝的力学性能。锰砂：主要成分为MnO2，其属于高氧化物，提高了焊接熔池的氧化性，降低了液体金属氢的溶解度，同时高温条件下分解产生氧，与H生成OH，起到去氢的作用，增强了焊缝的力学性能；但是锰含量过高时，将导致脱氧过足，使焊缝易产生气孔，影响焊接物的性能。云母氧化铁和锰砂作为本专利技术中的高价氧化物，有效控制了扩散氢含量，锰砂和CaO、MgO形成MnO基复合渣系，净化熔渣，提高了焊缝金属的力学性能。硅灰石：硅可以与碱金属和碱土金属形成玻璃状进入渣中，在药芯中加入硅酸盐不但可以降低烟尘，同时还可以降低烟尘的毒性。金红石：呈暗红色或深棕色，其TiO2含量在85％左右,且含有Fe203、Si02等。作为造渣剂，能够稳定电弧，能够调节熔渣的熔点、粘度、表面张力和流动性，改善焊缝成形、减小飞溅。低碳锰铁粉：作为脱氧剂，具有渗合金作用，焊缝金属中锰含量过低，冲击韧性低；含量过高时脆性变大。大理石：主要成分为碳酸钙，受热分解为氧化锆和二氧化碳气体，在熔敷金属表面形成保护气氛，有效降低了氢溶解，生成的氧化钙为碱性氧化物，提高熔渣的碱度，一定程度上改善焊缝金属的韧性。镁砂：主要成分是MgO，可以造渣、脱S，获得平滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保低氢药芯焊丝，包括低碳钢外皮和填充在低碳钢外皮内药芯，其特征在于，药芯原料按重量百分比包括：云母氧化铁10～20％、锰砂3～10％、硅灰石3～15％、金红石5～10％、低碳锰铁粉2～5％、大理石5～8％、镁砂3～5％、白泥1～3％、氧化钾0.2～0.8％，碳酸锂0.5～0.7％，镍粉3～8％，钼粉2～5.5％、铁硅粉0.3～1％，余量为铁粉。

【技术特征摘要】
1.一种环保低氢药芯焊丝，包括低碳钢外皮和填充在低碳钢外皮内药芯，其特征在于，药芯原料按重量百分比包括：云母氧化铁10～20％、锰砂3～10％、硅灰石3～15％、金红石5～10％、低碳锰铁粉2～5％、大理石5～8％、镁砂3～5％、白泥1～3％、氧化钾0.2～0.8％，碳酸锂0.5～0.7％，镍粉3～8％，钼粉2～5.5％、铁硅粉0.3～1％，余量为铁粉。2.根据权利要求1所述的环保低氢药芯焊丝，其特征在于，所述云母氧化铁中Fe2O3的含量与大于等于90wt％。3.根据权利要求1所述的环保低氢药芯焊丝，其特征在于，所述云母氧化铁中SiO2的含量小于等于4wt％。4.根据权利要求1所述的环保低氢药芯焊丝，其特征在于，云母氧化铝和锰砂的重量比为1～3：1。5.根据权利要求1所述的环保低氢药芯焊丝，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢齐元，
申请(专利权)人：天长市通联焊业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34