[发明专利]一种50公斤级全位置焊耐火耐候钢药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域。特别涉及一种50公斤级全位置焊接耐火耐候钢专用药芯焊 丝。

背景技术

随着工业技术的发展和城市人口的快速增长，推动了城市建筑趋向高层化，大型化 发展。高层和超高层建筑采用钢结构代替钢筋混凝土结构，可以提高建筑物的安全性和耐 久性，但也带来了不容忽视的防火问题。以往在建造钢结构建筑时由于普通的钢材没有耐 火耐候性能。为了耐大气腐蚀，就要在钢材的表面刷涂耐候涂料并每隔一段时间重新再次 刷涂以保证耐大气腐蚀性能。而为了使这种钢结构具有一定的耐火性能，通常只能采用包 裹隔热材料的办法，这种包裹方法只能用于某些局部的地方，不能保证钢结构整体都具有 耐火性能。

为了适应国家钢结构建筑发展的需要，我国钢铁行业开发了具有优良的耐大气腐蚀 和良好的耐高温性能的钢材，但目前国内现有的焊材却不能够与之匹配，能够耐大气腐蚀 的焊材却不能够耐高温，具有耐高温性能的焊材却不能耐大气腐蚀，缺少既耐大气腐蚀又 耐高温的50公斤级焊材。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人经过大量的实验研究工作，研制了一种与50公斤级耐 火耐候钢配套的专用药芯焊丝。

本发明的目的在于提供一种50公斤级全位置焊耐火耐候钢药芯焊丝，本发明焊丝焊 接工艺优良、抗裂性能优良、焊缝金属具有良好的耐火耐候性能。

本发明药芯焊丝由优质超低碳冷轧钢带制成的外皮和药芯构成，药芯由下列质量百分 比的组分组成：TiO₂ 25～40％、硅铝酸盐5～15％、铝酸盐2～8％、锆酸盐2～10％、氟化物1.5～4％、 碳酸盐1～4％、Mn 5～15％、Si 4～10％、Mo 2～5％、Cu 0.5～3％、Fe 25～45％。

为了获得更好的焊接效果，组分优选：TiO₂：30～38％、硅铝酸盐：6～11％、铝酸盐： 2～5％、锆酸盐：2～6％、氟化物：1.5～3％、碳酸盐：1～4％、Mn：5～11％、Si：4～8％、Mo：2.2～4.5％、 Cu：0.8～2.5％、Fe：25～40％。

本发明焊丝在制备时没有特殊要求，采用行业内通用的制造工艺即可实现

本发明的优点和特点：

1.本发明通过药芯药粉向熔敷金属过渡适量的钼、铜及其他合金元素，使焊缝金属得到 良好的耐火耐候性能，其中耐火性达到600℃保温一小时，屈服强度大于230MPa，延伸率 大于25％；耐大气腐蚀性能采用增重法测定，试验为120个周期，在模拟工业大气的特定 环境下，熔敷金属的腐蚀增重速度大大优于普碳钢同时也优于目前50公斤级耐火耐候钢

2.本发明通过对焊丝药芯组分的调整，控制焊缝金属锰、硅、钼、铜等合金含量，保证 熔敷金属的最小抗拉强度大于490MPa、延伸率大于20％、常温冲击韧性A_kv≥47J，使焊缝 金属具有优良的抗裂性能。

3.本发明能够进行全位置焊接，具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定、飞溅小，易脱渣， 焊缝成型美观。

本发明的工作原理及实施：

TiO₂做为药芯的重要组分，其主要作用是稳定电弧、造渣、调整熔渣的物理性能，改 善焊缝成形和减少焊接飞溅，提高全位置施焊性能。当TiO₂含量低于25％时，上述作用不 明显，不能满足工艺要求。反之，若TiO₂超过40％，会增大飞溅和破坏渣的复盖性能甚至 会引起焊缝缺陷。根据试验结果，TiO₂加入量一般为25～40％。

硅铝酸盐能使渣与焊缝具有好的亲和力，能使焊缝得到良好的成形。当其含量适宜时 对熔滴有明显的细化作用，原因是其所含的SiO₂及K₂O、Na₂O使熔滴的表面张力减小，因 而熔滴质量减小及存在时间缩短熔滴被细化。加入量小于5％和大于15％都会破坏焊缝成形 并使飞溅增大。一般加入量：5～15％。

铝酸盐也是一种重要的熔渣形成组分，它能提高渣的凝固程度而不改变其粘度，并改 善脱渣能力，但其不溶于液态铁中且不易上浮造成夹渣。因此，加入量不能过高。一般加 入量为：2～6％。