[发明专利]一种加入到金属焊丝中的活化剂

说明书

本发明属于焊接材料领域。主要适用于加入金属焊丝中，以降低焊接金属飞溅，改善焊缝性能。

在大力推广应用的以代替手工焊的自动或半自动CO₂气保焊中，一个主要的问题就是当焊丝直径较粗，达Φ2.0-Φ3.0mm时，金属飞溅大，焊缝成形不良，特别是焊缝的冲击韧性及塑性严重降低，这样就影响了CO₂气保焊的推广应用。为此许多焊接工作者多年来从各方面进行了卓有成效的研究。有从焊接电源特性，使电流波形和焊丝送进联合控制的脉动送丝，电弧控制等方面改进，以降低焊接飞溅的，这些方法对细线Φ0.8-Φ1.2mm小规范CO₂焊成效较显著，已取得满意效果，但对精粗丝大规范CO₂焊收效甚微；从焊接材料方面，国内山东工业大学李培祖等采用易电离表面活化物质K₂CO₃、CsCO₃等混合在一起涂抹在焊丝表面，制成活化焊丝，来降低焊接飞溅，取得一定效果，研究表明：飞溅率可从10％左右下降到6％左右(见《焊接技术》No5,1987，李培祖等，活化焊丝降低二氧化碳焊飞溅的研究)。此配方中，因含有碳酸铯易吸潮，且成本较高，并且涂抹在焊丝表面的活化剂易脱落，不均匀，此方法不易用于工业生产。

80年代初，原苏联在利用活化剂降低焊接飞溅方面做了不少研究工作。他们研制的活化剂由Na₂CO₃ 17～34％，CaCO₃ 16～35％，MnO₂ 8～40％，Al₂O₃6～32％四种易电离物质和表面活性物质组成(N.M.VOROPALand L.M.BEL＇FOR，MECHANISED-CO2 WELDING WITH 3-4mm DIAMER ACTI VATEDWIRE，《WeldingResearch Abroad》APR，1983)。总加入量约占焊丝重量的3～6％，研究结果表明，飞溅率可从10％～12％下降到4％～5％。在此配方中，由于含有Al₂O₃，易吸潮，且无脱氢物质，使焊缝中扩散氢含量很难降低，冲击韧性较低。

日本人神户良雄申请一种制造药芯焊丝用药粉的配方发明专利(昭57-7396)。其组成由金属氧化物TiO₂、SiO₂、MgO、MnO₂、ZrO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O；金属氟化物CaF₂、NaF、BaF₂、LiF₂、K₂ZrF₆；金属碳化物Li₂CO₃、MgCO₃、CaCO₃、MnCO₃及金属粉Si、Mn、Ti等组成。成分要求金属碳化物与金属氟化物之比为l/3-1/15，金属氧化物与金属氟化物之比为：1/3-1/20，加入的总重量为：1-10％，金属粉加入量为Si 0.2-1.2％、Mn 0.80-2.5％、Ti 0.01-0.4％、B0.002-0.020％、Ni＜5％、Cr＜6％、Mo＜1.5％。该药粉主要用于制造直径为Φ1.6mm以下的药芯焊丝，该专利具体配方从实施例看，粉剂中加入的氟化物占绝大部分比例，并且加入较多的CaCO₃，而未加入K₂CO₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃等活性物质。由于氟化物的作用主要是降低焊缝金属中的氢含量，但会增大飞溅倾向，并且CaCO₃在电弧中的分解也是造成较大飞溅的主要原因，而且未加入活性物质，所以该专利配方若用于制造粗直径的药芯焊丝，飞溅一定会很大。

本发明的目的在于提供一种加入到金属焊丝中的活化剂，使其加入到较粗(Φ2.4mm以上)的CO₂气保焊丝中，达到既能有效降低焊接金属飞溅，又能改善焊缝成形，提高焊缝冲击韧性及塑性。