CN108555479A - WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents
WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组成：铬粉40％‑50％，镍粉6％‑15％，钼粉3％‑13％，锰粉6％‑13％，Si‑Fe合金粉2％‑6％，Nb‑Fe合金粉1％‑4％，Ti‑Fe合金粉1％‑2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。本发明还公开了该药芯焊丝的制备方法，首先称取上述粉末研磨混合，将混合后的粉末烘干并研磨得到焊丝药芯粉末，将外皮轧制成U型槽，将焊丝药芯粉末加入U型槽中并碾压闭合将其拉拔得到焊丝，最后再拉直盘成圆盘。本发明公开的金属型药芯焊丝焊接过程飞溅少，烟尘少，适用于自动焊接设备，具有较高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料及其制备方法技术领域，具体涉及一种WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，本发明还涉及该金属型药芯焊丝的制备方法。
背景技术
无磁钢属Fe-Mn-Al-C系列奥氏体金属材料，20Mn23Al作为变压器专用低磁钢板，主要用于变压器铁芯拉杆、夹件、油箱壁、法兰等要求无磁的部件，由于其磁导率低而电阻率高。在磁场中的涡流损耗极小，从而提高变压器的使用性能，因此这种铁锰铝系低磁钢已在全国变压器制造厂得到广泛应用。而且力学性能优良，加工制造中切割、焊接、钻孔、弯曲等与普通钢材同样容易，与不锈钢相比，不但降低材料成本、提高产品性能，还可节省加工费用。
WH80钢是低碳低合金高强钢，调质态WH80钢具有高强度、良好的低温冲击韧性，抗层状撕裂性能、较低的时效敏感性系数。该钢采用低碳低合金的化学成分设计，运用控制轧制和控制冷却技术，使WH80具有比传统调质钢更低的碳当量和焊接裂纹敏感性系数。因此只要能解决好20Mn23Al无磁钢与WH80低碳钢的焊接问题，就可以节省大量原材料，降低变压器成本，提高产品竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，解决了传统的药芯焊丝熔敷速度慢，焊接熔渣多以及扩散氢含量高的问题。
本发明的另一个目的是提供一种WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的其特点还在于，
外皮材料为316不锈钢钢带。
焊丝中所述药芯粉末的填充质量百分数为焊丝总质量的20％-25％。
本发明的另一技术方案是，一种如上述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤操作：
步骤1.按质量百分比分别称取金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2.将步骤1称取的金属铬粉、金属镍粉、金属钼粉、金属锰粉、Si-Fe合金粉、Nb-Fe合金粉、Ti-Fe合金粉和铁粉充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中进行烘干，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到所述药芯粉末；
步骤3.将所述316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将所述316不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，并通过成型机将U型槽碾压闭合，得到焊丝半成品，然后再将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔得到所述药芯焊丝；
步骤4.用拉丝机将步骤3得到的药芯焊丝拉直，并盘成圆盘，密封包装即得金属型药芯焊丝。
本发明的其他特点还在于，
步骤2中的烘干温度为250-300℃，烘干时间为2-2.5h。
步骤3中向U型槽中填充药芯粉末的质量百分数为焊丝总质量的20％-25％。
步骤3中将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔的直径为1.2-2.0mm。
本发明的有益效果是，WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，该药芯焊丝解决了传统的药芯焊丝熔敷速度慢，焊接熔渣多以及扩散氢含量高的问题。
(1)该药芯焊丝用于WH80与20Mn23Al的焊接，可得到具有较高抗拉强度和耐蚀性的焊接接头；
(2)该药芯焊丝具有很好的焊接工艺性，焊接熔渣少，焊接烟尘少，扩散氢含量低，焊缝成型好，熔敷金属化学成分和力学性能容易调整等特点；
(3)该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后无需清理，可连续施焊，有效提高了焊接生产效率；适合于自动焊接设备，具有较高的生产效率；
(4)本发明药芯焊丝制备方法，工艺简单，操作方便，适合批量化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。
外皮材料为316不锈钢钢带。
焊丝中药芯粉末的填充质量百分数为焊丝总质量的20％-25％。
本发明的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190-220A电压为22-26V，保护气体为CO2或Ar，气体流速为15-20L/min。
本发明属于金属型药芯焊丝，与传统的药芯焊丝相比，具有熔敷速度快，焊接熔渣少，焊接烟尘少，扩散氢含量低，焊缝成型好，熔敷金属化学成分和力学性能容易调整等特点。
Cr是强烈形成并稳定奥氏体的元素，缩小奥氏体区。随着铬含量的增加，一些金属间相(比如δ相)的形成倾向增大，Cr元素还具有显著提高焊缝金属耐蚀性的能力，使焊缝的耐蚀性能够达到使用的要求；金属Ni，还具有提高焊接接头韧性的作用；Mo与Mn还具有提高焊缝强度的作用；Ni可以保证焊缝具有一定的韧性；Fe补充了药芯中剩余的重量，使药芯质量分数达到100％。
一种如上述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，具体按照以下步骤操作：
步骤1.按质量百分比分别称取金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2.将步骤1称取的金属铬粉、金属镍粉、金属钼粉、金属锰粉、Si-Fe合金粉、Nb-Fe合金粉、Ti-Fe合金粉和铁粉充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中进行烘干，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末；
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将316不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，并通过成型机将U型槽碾压闭合，得到焊丝半成品，然后再将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔得到药芯焊丝；
步骤4.用拉丝机将步骤3得到的药芯焊丝拉直，并盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
步骤2中的烘干温度为250-300℃，烘干时间为2-2.5h。
步骤3中向U型槽中填充药芯粉末的质量百分数为焊丝总质量的20％-25％。
步骤3中将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔的直径为1.2-2.0mm。
具体的实施方式如下：
实施例1
步骤1.按照质量百分比分别称取金属铬粉40％，金属镍粉10％，金属钼粉3％，金属锰粉10％，Si-Fe合金粉6％，Nb-Fe合金粉2％，Ti-Fe合金粉1.5％，铁粉27.5％。
步骤2.充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中在温度为250℃下，烘干2小时，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末。
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充质量百分比为20％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔直径为1.2mm，得到药芯焊丝。
步骤4.最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
实施例1所制得的金属型药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190-200A，焊接电压为22-24V，保护气体为CO2，气体流速为15L/min。焊接接头的性能符合使用要求。
实施例2
步骤1.按照质量百分比分别称取金属铬粉50％，金属镍粉6％，金属钼粉13％，金属锰粉8％，Si-Fe合金粉4％，Nb-Fe合金粉3％，Ti-Fe合金粉1％，铁粉15％。
步骤2.充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中在温度为275℃下，烘干2.3小时，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末。
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充质量百分比为21％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔直径为1.6mm，得到药芯焊丝。
步骤4.最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
实施例2所制得的金属型药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为200-210A，焊接电压为23-25V，保护气体为CO2，气体流速为16L/min。焊接接头的性能符合使用要求。
实施例3
步骤1.按照质量百分比分别称取金属铬粉45％，金属镍粉15％，金属钼粉10％，金属锰粉6％，Si-Fe合金粉2％，Nb-Fe合金粉1％，Ti-Fe合金粉2％，铁粉19％。
步骤2.充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中在温度为300℃下，烘干2小时，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末。
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充质量百分比为22％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔直径为2.0mm，得到药芯焊丝。
步骤4.最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
实施例3所制得的金属型药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为195-205A，焊接电压为21-24V，保护气体为CO2，气体流速为15L/min。焊接接头的性能符合使用要求。
实施例4
步骤1.按照质量百分比分别称取金属铬粉43％，金属镍粉12％，金属钼粉8％，金属锰粉13％，Si-Fe合金粉5％，Nb-Fe合金粉4％，Ti-Fe合金粉1.5％，铁粉13.5％。
步骤2.充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中在温度为260℃下，烘干2小时，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末。
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充质量百分比为24％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔直径为1.2mm，得到药芯焊丝。
步骤4.最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装待用。
实施例4所制得的金属型药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190-205A，焊接电压为23-26V，保护气体为CO2，气体流速为16L/min。焊接接头的性能符合使用要求。
实施例5
步骤1.按照质量百分比分别称取金属铬粉47％，金属镍粉8％，金属钼粉6％，金属锰粉12％，Si-Fe合金粉3％，Nb-Fe合金粉3％，Ti-Fe合金粉2％，铁粉19％。
步骤2.充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中在温度为250℃下，烘干2小时，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到药芯粉末。
步骤3.将316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充质量百分比为25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔直径为1.8mm，得到药芯焊丝。
步骤4.最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
实施例5所制得的金属型药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190-220A，焊接电压为22-26V，保护气体为CO2，气体流速为16L/min。焊接接头的性能符合使用要求。
Claims (7)
1.WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述外皮材料为316不锈钢钢带。
3.如权利要求1所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝，其特征在于，焊丝中所述药芯粉末的填充质量百分数为焊丝总质量的20％-25％。
4.一种如权利要求2所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤操作：
步骤1.按质量百分比分别称取金属铬粉40％-50％，金属镍粉6％-15％，金属钼粉3％-13％，金属锰粉6％-13％，Si-Fe合金粉2％-6％，Nb-Fe合金粉1％-4％，Ti-Fe合金粉1％-2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2.将步骤1称取的金属铬粉、金属镍粉、金属钼粉、金属锰粉、Si-Fe合金粉、Nb-Fe合金粉、Ti-Fe合金粉和铁粉充分研磨混合得到混合药粉a，然后将混合药粉a放置于烘干炉中进行烘干，除去可能含有的水分，然后将烘干后的混合药粉a再次研磨成粉末得到所述药芯粉末；
步骤3.将所述316不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将所述316不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，并通过成型机将U型槽碾压闭合，得到焊丝半成品，然后再将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔得到所述药芯焊丝；
步骤4.用拉丝机将步骤3得到的药芯焊丝拉直，并盘成圆盘，密封即得金属型药芯焊丝。
5.一种如权利要求4所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的烘干温度为250-300℃，烘干时间为2-2.5h。
6.一种如权利要求4所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤3中向U型槽中填充药芯粉末为焊丝总质量的20％-25％。
7.一种如权利要求4所述的WH80与20Mn23Al用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤3中将焊丝半成品进行拉拔工序将其拉拔的直径为1.2-2.0mm。
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |