[发明专利]一种降低飞溅率的活性绞线焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，尤其涉及一种适于气体保护焊使用的降低飞溅率的活性绞线焊丝。

背景技术

随着工业技术的迅猛发展，大型化、高参数化的焊接结构日益增多，这些焊接结构需要大量中厚板制造。埋弧焊、气体保护焊是目前中厚板焊接的主要工艺。气体保护焊使用灵活方便，适于各种位置焊接，生产效率较高，可以采用自动焊，因此，在焊接结构生产上广泛应用，特别是二氧化碳气体保护焊应用更为普遍。

气体保护焊所用的焊丝包括实芯焊丝和药芯焊丝两类，目前国内常用的焊丝直径为0.8mm、1.2mm和1.6mm，增加焊丝直径可以增大焊接电流，提高焊接生产率，但增大焊接电流往往会使焊接飞溅显著增加。飞溅大必然增加清理工时，降低焊接生产效率，同时飞溅也使焊接材料的消耗增加，也增加了能源消耗。降低实芯焊丝气体保护焊接的飞溅是焊接行业迫切需要解决的问题。人们从焊接设备、焊接工艺、焊接材料等方面入手，在降低焊接飞溅方面采取了各种措施。如：控制焊丝的运动，以机械力来促进熔滴过渡减少焊接飞溅的改变送丝方式控制法、焊接电流波形控制法、表面张力过渡控制法等都是通过焊接设备的精确控制熔滴过渡降低飞溅(见论文：孟庆华、区智明等，降低CO₂气体保护焊飞溅的控制方法，《石油工程建设》杂志，2002年第28卷第4期)。这种通过焊接设备的改进降低飞溅的方法往往设备控制复杂，使用保养维修都十分不方便，对焊工的知识与技能要求也很高，设备投资大。通过焊接工艺参数降低飞溅则具有一定的局限性，对于特定的焊丝和焊接设备，飞溅小的焊接参数区间比较小，且大都在小电流区域，这样一来焊接生产率比较低，难以应用于生产。通过焊接材料的创新与优化设计降低飞溅，具有成本低、不用投资新设备、容易推广应用的诸多优点，受到人们的重视。研发药芯焊丝、改进实芯焊丝是两个重要方向。

药芯焊丝具有电弧稳定、飞溅小、化学成分调整容易等优点，但其存在制造工艺复杂、成本高，特别是送丝性能不如实芯焊丝，远距离送丝稳定性差等缺点。实芯焊丝的送丝性能好，但其成分调整困难，焊接飞溅大、电弧稳定性差。

申请号为“200910027603.X”的专利“一种多股绞合焊丝”，是将多股实芯焊丝和药芯焊丝混合绞合为一体，或将多股药芯焊丝绞合为一体，制成多股绞合焊丝，其目的是克服增大药芯焊丝直径，焊丝不易盘绕、刚直性差等缺点。采用药芯焊丝制造多股绞合焊丝，药芯焊丝的直径做到1.0mm以下比较困难，因此多股绞合焊丝的直径较大，难以用于气体保护焊，只能用于埋弧焊，且药芯焊丝本身的成本较高，制造出的多股绞合焊丝的成本会更高。该专利采用实芯焊丝制造多股绞合焊丝，主要解决了大直径实芯焊丝刚性大，盘绕和送丝困难的问题，并不能改善焊接稳弧性、降低飞溅率等。申请号为“201120198574.6”(授权公告号CN202137516U)专利“一种加凯多股绞合药芯焊丝”，该专利在多股绞合药芯焊丝的表面增加凯钢带作为导电层和保护层，该焊丝制造难度较大，由于使用多股药芯焊丝且加凯，使加凯多股绞合药芯焊丝的直径较大，只能用于埋弧焊。药芯焊丝的埋弧焊多用于堆焊，而堆焊焊缝要求合金元素的含量较高，加凯钢带由于合金元素含量不高，否则难以制成厚度较小的钢带，因此加凯会降低堆焊焊缝合金元素的含量，达不到堆焊焊缝的成分要求。

随着大型焊接结构应用的逐渐增多，以及结构运行工况的日益苛刻(如低温、大载荷、高温等)，中厚板的应用逐渐增多，焊接工作量大幅度增加，用户对低成本、送丝性能优异、低飞溅、质量稳定的高效化焊接材料，特别是适于自动焊的气体保护焊焊丝需求也更加迫切。

发明内容

针对现有药芯焊丝成本高、送丝性能不如实芯焊丝、送丝稳定性差等缺点，以及实芯焊丝飞溅大、电弧稳定性差等弊端，本发明提供了一种适于气体保护焊使用的降低飞溅率的活性绞线焊丝。

本发明所述降低飞溅率的活性绞线焊丝，是由绞合为一体的多股实芯焊丝和挤压填充于该绞合焊丝间隙中的活性剂构成；其特征在于：所述绞合为一体的多股实芯焊丝由1股位于中轴的实芯焊丝即中心丝和围绕该中心丝的4～12股实芯焊丝即外围丝绞合制成，所述活性剂由以下质量份的材料混合制成：钛铁0～10份、钾长石2～8份、钛白粉3～10份、铝镁合金粉0.5～3.0份、氟化锂0～9.5份、氟化钠2～8份、氟锆酸钾0～8份、氟硅酸钠0～8份、氧化钇0.3～1.0份、氧化铈0.3～1.0份，硬脂酸钠0.1～1.0份；所述降低飞溅率的活性绞线焊丝的横截面为圆形，直径为1.5mm～3.6mm，该圆形横截面的正中是中心丝横截面，且其周围均匀分布有外围丝横截面，中心丝和外围丝横截面外均布满活性剂。