[发明专利]一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，更具体地说，涉及一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法。

背景技术

随着自动焊接系统的引入，用于二氧化碳保护焊的焊丝已得到广泛应用。但二氧化碳气体保护焊也存在着明显的不足，主要表现在焊接过程中飞溅较大、电弧稳定性较差和气孔夹杂较多等。这主要是因为在二氧化碳气体保护焊的熔池中，氧能有限溶解在铁中，还能与铁反应生成氧化物，氧化物会与钢材中的碳元素反应生成一氧化碳，在焊缝中产生气孔，进而影响焊缝韧性及强度。焊接过程中，为防止氧的有害作用，通过在实心焊丝中添加微量元素，提高焊缝的焊接质量和力学性能，是国内外焊接工作者研究的热点。

08A1是一种优质碳素结构钢。08A1材料具有成本低、韧性好、拉伸性能好等优点。但是，由于08A1材料所含脱氧元素含量低，若单独采用08A1材料作为二氧化碳气体保护焊的焊丝，不可避免的会产生上述二氧化碳气体保护焊的缺陷。为改善二氧化碳气体保护焊中存在的缺陷，主要是采用添加微量脱氧剂的方法进行脱氧，但同时也必须尽量保持焊接材料和被焊材料的纯度。在科学研究及实际生产中使用最多的脱氧元素是铝、硅、锰，其中铝的脱氧效果最好。并且采用铝代替普通焊丝中的硅锰元素来脱氧，可调整奥氏体晶粒生长，降低焊缝强度，获得接近等强度匹配或低强度匹配的焊接效果，提高焊接接头的抗脆断能力，既保证强度要求，也不会损害韧性。但由于铝的比重轻、熔点低、易烧损，用铝脱氧有效利用率低。在空气中和二氧化碳气氛的氧的作用下，70％-90％的铝被氧化，因而脱氧可能不充分，导致气孔和夹杂缺陷产生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种脱氧性能好、制造成本低的用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝，由金属丝和均匀完整地设置在金属丝表面的铝镁脱氧剂组成。

所述的金属丝可选用市售的10-20mm宽、0.5-2mm厚的08A1碳素钢盘条，经轧辊、拉拔制备的金属丝。

所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％，优选0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％，优选0.05％-0.1％。所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。

本发明的一种用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)将金属丝轧制成近似U形后合口，形成近似圆形的金属丝

(2)将上述金属丝表面均匀涂上拉丝润滑剂，经过数次拉拔后使金属丝直径缩小

(3)将步骤(2)的金属丝表面涂上均匀分散有铝镁脱氧剂的拉丝润滑剂，经过数次拉拔并通过拉丝模将铝镁脱氧剂颗粒嵌入材料表面，使金属丝直径缩小后洗净。

所述步骤(2)中使用的拉丝润滑剂不仅可以保证拉拔过程的稳定性，减少断丝率，同时提高焊丝的防锈性能，可以选用焊丝拉拔工艺中常用的拉丝粉(如钙基拉丝粉、钠基拉丝粉、钡基拉丝粉)或者拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)。所述步骤(3)中使用的拉丝润滑剂可选用拉丝油(如矿物油基拉丝油、植物油基拉丝油)。

所述步骤(2)中通过拉拔使金属丝缩小到2.0-2.5mm；所述步骤(3)中通过拉拔使金属丝缩小到0.8-1.6mm。

所述的铝镁脱氧剂为铝镁混合粉末，通过拉拔的方法使其均匀嵌入原料08A1金属丝的表面，其中铝粉用量为金属丝质量的0.2％-1％，优选0.5％-1％；镁粉用量为金属丝质量的0.02％-0.1％，优选0.05％-0.1％。所述铝粉和镁粉的粒度小于300目，优选100-200目。

本发明的技术方案涉及的用于二氧化碳气体保护焊的铝镁脱氧焊丝采用08A1为焊丝主要原材料，制造成本低；生产工艺简单且在焊丝表面设置有铝镁粉脱氧剂，在保证导电性的同时保证脱氧性能，降低焊丝焊接过程中的飞溅，改善焊缝成型，减少焊接过程中在焊缝内部形成的气孔，如附图4所示。

附图说明

图1利用本发明技术方案轧制08A1近似圆形金属丝(U形槽)示意图

图2利用本发明技术方案制备的铝镁脱氧焊丝外观示意图，其中1为08A1盘条，2为铝镁粉脱氧剂

图3利用本发明技术方案制备的铝镁脱氧焊丝横截面示意图，其中1为08A1盘条，2为铝镁粉脱氧剂

图4利用本发明技术方案进行焊接的效果示意图。

具体实施方式