[发明专利]生成特殊防护性能熔渣涂层的自保护药芯焊丝及制备方法

说明书

本发明公开一种生成特殊防护性能熔渣涂层的自保护药芯焊丝及制备方法，包括低碳钢带和药芯粉末，药芯粉末填充于低碳钢带中，药芯粉末按质量百分含量包括如下组分：60～80%的玻璃粉、2～8%的氧化锆粉、0.05～0.85%的石墨烯粉、2～8%的碳酸钾钠粉、1～3%的钛酸钾粉、2～5%的金红石粉、1～5%的刚玉粉、1～3%的氟硅酸钠粉、余量为铁粉，药芯粉末占焊丝总重的13‑25%。本发明具有免除清渣工序，减少废渣排放，提高材料利用率的优点，熔渣涂层具有防海水腐蚀等特殊防护功能。本发明改变对提高脱渣性的传统追求，首次开发一种强“粘渣”焊丝，变“废渣”为防护涂层，将熔渣涂层化，拓展了熔渣功能，并发展了基体/涂层一次成型制备技术。

技术领域

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，具体地涉及生成特殊防护性能熔渣涂层的自保护药芯焊丝及制备方法。

背景技术

自焊接技术诞生以来，焊接熔渣虽然在焊接冶金过程中发挥重要作用，但一直是作为一种不可避免的副产物进行处理，需要焊后清渣，从而耗费大量工时，废渣的排放也对环境造成严重污染。在研制自保护药芯焊丝时，脱渣性是关键工艺性能指标之一，往往粘渣难脱，制约了焊接工艺性能。

一方面，焊后清渣，是焊接必须工序；另一方面，为了使焊后焊缝达到耐候耐蚀等特殊性能要求，又需要进行二次涂装处理，极大的浪费了工时、增加了能耗，浪费了资源。例如，对船舰或其他水体结构进行焊接修复，使用传统焊接材料，不仅有焊后清渣程序，而且在焊后还需要在焊缝处涂装耐海水腐蚀的涂料，十分不利于现场快速作业。

截止目前，人类仍然将熔渣作为一种必须清除的废渣进行处理，尚未有将熔渣作为一种能够实现表面改性的有益涂层的报道，未有利用焊接技术进行双层功能金属结构件一次制备成型的相关报道。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种生成特殊防护性能熔渣涂层能够防海水腐蚀的自保护药芯焊丝及其制备方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提供了一种药芯粉末，所述药芯粉末按质量百分含量包括如下组分：60～80％的玻璃粉、2～8％的氧化锆粉、0.05～0.85％的石墨烯粉、2～8％的碳酸钾钠粉、1～3％的钛酸钾粉、2～5％的金红石粉、1～5％的刚玉粉、1～3％的氟硅酸钠粉、余量为铁粉。

其中，所述玻璃粉成分为SiO₂ 57.2％，B₂O₃ 22.8％，Na₂O 5.7％，CaO 9.2％，ZrO₂3.2％，Al₂O₃ 1.9％。

其中，所述金红石粉成分为TiO₂≥98％，其余为杂质元素Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等，所述的刚玉粉成分为Al₂O₃≥99％，其余为杂质元素Cr、Ti、Fe、V等。

本发明还提供了一种生成特殊防护性能熔渣涂层，所述生成特殊防护性能熔渣涂层利用所述的药芯粉末通过熔焊方法制备而成。

本发明还提供了一种生成特殊防护性能熔渣涂层的自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝包括低碳钢带和所述的药芯粉末，所述药芯粉末填充于低碳钢带中，所述药芯粉末占焊丝总重的13-25％。

作为优选，所述低碳钢带为低碳钢带H08A，具体成分为C 0.1％，Mn 0.3～0.55％，Si 0.3％，S≤0.03％，P≤0.03％；

优选地，所述药芯中的玻璃粉，氧化锆粉，石墨烯粉，碳酸钾钠粉，钛酸钾粉，金红石粉，刚玉粉，氟硅酸钠粉及铁粉组分的粒径均大于等于150目。

优选地，所述低碳钢带厚度×宽度为0.9×14mm或0.8×12mm中的任意一种。