減少焊坑及氣孔性能優良的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲制造技術

一種減少焊坑及氣孔性能優良的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲，在焊接厚鍍鋅層的鋼板時不僅能使焊坑和氣孔數量最少，而且能抑制飛濺的發生，因此能提高焊接性能，所以可以很好地使用于連續焊接工程和自動焊接等工程上，本發明專利技術的粉芯焊絲由占全部重量的１０～２０％的焊劑和占全部重量的８０～９０％的外皮構成，把鐵成分和脫氟劑及電弧穩定劑等其它成分為剩余成分的焊劑填充至軟鋼外皮里組成。上述的焊劑中各成分的含量是相對于焊絲的全部重量。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及焊接鍍鋅鋼板用粉芯焊絲
，特別是一種為減少焊接鍍鋅鋼板時容易形成的焊坑和氣孔，把適當含有鈦氧化物、硅氧化物、堿性氟化物等成分的焊劑填充到軟鋼制外皮(保護套)中，其含量為焊絲全部重量10％～20％的減少焊坑及氣孔性能優良的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲。一般最廣泛使用于金屬焊接的方法是，在焊接件(電極或熔解件)和被焊接件(母材)之間相加低壓高電流電源發生電弧來熔化上述兩種材料，由此結合兩個母材的電弧焊法，電弧焊法大概分兩大類形；其中之一是電極熔解式焊接方法。如附圖說明圖1所示，此時焊條(11)作為電極，靠母材和電極之間產生的電弧(12)熱，熔化作為電極的焊條和母材，以此來完成焊接金屬(13)，即在焊接部位形成焊縫，有埋弧焊、涂藥焊、二氧化碳氣體保護焊等焊接方法；另外一種是電極非熔解式焊接方法。如圖2所示，在此方法中電極(21)只起產生電弧(22)的作用，為達到焊接的目的，另外加入熔接件(23)到電弧發生區域中使其熔化并進行焊接，有鎢極惰性氣體保護焊和原子氫焊接等焊接方法。在上述的電弧焊方法中，除了涂藥焊之外，在焊接中為防止焊接過程中被熔化的金屬液的氧化，往熔池附近輸送惰性氣體、二氧化碳等保護氣體，把熔解的金屬和周圍的空氣隔斷，因此也叫氣體保護焊。氣體保護焊是一種高效率的焊接方法，在汽車、造船、建筑等領域廣泛使用，但他存在如下問題；鋼材的價格性能比非常好，但耐蝕性差，為提高耐蝕性在鋼材表面電鍍鋅或鋅合金。但是，在焊接時鋼材表面的鍍層會引起焊接缺陷。即，鋼材表面的鍍鋅層的熔點、沸點低、因此電弧焊性能非常差，其原因如下；在電弧焊時產生的熱量，使焊池及熱影響區表面的鍍鋅層的溫度達到沸點以上，此時鋅被蒸發并浸入到焊池中被熔解的金屬當中。因此，浸入到焊池中的被熔解金屬中的鋅氣體，在金屬凝固后殘留在焊縫中形成內部殘留有氣體的缺陷即氣孔。上述的殘留氣體在金屬凝固過程中從焊縫表面中冒出時在焊縫表面形成焊坑。如上所述，在焊接中因鋅氣體所引起的氣孔和焊坑，使焊接性能惡化、降低焊接強度，并容易引起斷裂，因此必須防止產生氣孔和焊坑等缺陷。以前鍍鋅鋼板厚度在20um以下的汽車焊接或輕型鋼筋用鍍鋅鋼材的焊接中，把以前的粉芯焊絲使用在鍍層厚度在50um～500um范圍的鋼材或鍍層中有溝的鋼管或船舶的空調配管等鍍鋅鋼管的焊接中時，會產生大量的氣孔和焊坑，并產生嚴重的飛濺，飛濺的金屬會堵塞保護氣體供應裝置的噴嘴，因此降低氣體保護效率，給連續焊接造成困難。為得到良好的焊接性能，采用焊接前先磨掉焊接區的鍍層，在對接焊時加大焊縫根部的間距使蒸發的鋅氣容易擴散等方法或采用2次焊接，第一次焊接時增加預熱效果使鍍層中的鋅預先氣化，然后再進行第二次焊接的方法，上述方法的焊接作業性能等非常差。本專利技術的目的是提供一種在焊接鍍鋅鋼材時能盡量減少焊坑、氣孔的產生，能順利進行連續的焊接作業，能適當控制飛濺的減少焊坑及氣孔性能優良的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲。本專利技術是這樣實現的，粉芯焊絲中填充的焊劑的含量占全部重量的10～20％，外皮的含量占全部重量的80～90％。在上述焊劑中鐵成分、脫氧劑及電弧穩定劑等其它成分的含量占全部焊絲重量的5～15％。把上述構成的焊劑填充在軟鋼外皮中的方法制作焊接鍍鋅鋼板用的粉芯焊絲，如圖4所示，在軟鋼外皮(41)的內部填充焊劑(42)來構成，組成焊劑的成分是相對于焊絲全部重量，熔渣生成劑2～15％，硅氧化物1.0～10％，金屬鈦或金屬鎂及其合金混合物中的含有金屬鈦成分的至少2種以上的成分；0.4～3％，鈉氟化物和鉀氟化物中的一種氟化物0.1～1％，如圖4所示，在軟鋼外皮(41)的內部填充焊劑(42)來構成，組成焊劑的成分是相對于焊絲全部重量，熔渣生成劑2～15％，硅氧化物1.0～10％，金屬鈦或金屬鎂及其合金混合物中的含有金屬鈦成分的至少2種以上的成分；0.4～3％，鈉氟化物和鉀氟化物中的一種氟化物0.1～1％，其余成分為鐵質·脫氧劑·電弧穩定劑。上述組成焊劑的各成分的含量對，焊接性能的影響如下；以二氧化鈦為主要成分的熔渣生成劑，當其含量少于2％時，焊接時形成的電弧不穩定、焊縫形狀不均勻、并增加飛濺和堵塞保護氣體供應裝置的噴嘴的現象；當含量超過15％時，在焊縫中大量產生焊坑和氣孔等缺陷。硅氧化物的功能中也具有上述熔渣生成劑的功能，當其含量少于1％時，焊接部位的玻璃狀熔渣不容易脫落，并且焊縫容易隆起；其含量超過10％時，電弧不穩定、飛濺增加。金屬鈦或金屬鎂及其合金混合物中含有金屬鈦的至少2種以上成分組成的添加物，當其含量少于0.4％時，電弧不穩定、焊縫中的氣孔和焊坑數量增加；當其含量超過3％時，飛濺現象嚴重且不容易形成均勻的焊縫。鈉氟化物或鉀氟化物之中的一種氟化物，當其含量少于0.1％時，電弧不穩定；超過1％時，飛濺增加。本專利技術鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲，在焊接鍍鋅層較厚的鋼板時，不僅能最小程度地減少焊坑和氣孔，也能抑制飛濺的發生，因此能提高焊接性能，能更好地應用于連續焊接工程和自動化焊接工程上。以下結合附圖對本技術做進一步的描述；圖1是電極熔解式電弧焊過程的示意圖。圖2是電極非熔解式電弧焊過程的示意圖。圖3是使用本專利技術的粉芯焊絲的焊接作業圖，(a)是斜視圖，(b)是側視圖，(c)是側端面圖。圖4是焊接用粉芯焊絲的端面圖。(圖的主要部分符號的說明)11焊條(電極) 21焊接電極23熔解件34焊槍38、39焊縫41外皮為調查使用本專利技術的焊絲時的焊接性能，進行了如圖3中(a)至(c)的焊接方法。如圖3所示，為了在平板形主母材(31)的上面垂直地焊接同一形狀的副母材(32)，使供應焊絲(33)的焊槍(34)和主母材之間的水平傾斜角(35)為60～70度，和副母材之間的垂直觀傾斜角(36)為45度，焊絲(33和副母材(32)的下端之間的距離(37)為焊絲直徑的1～1.5倍，并采用兩次焊接的方法在第一次焊縫(38)的上面再形成第二次焊縫(39)。此時，焊接用粉芯焊絲的直徑為1.2mm、焊接電流為180～280安培、焊接電壓為28～32伏特、二氧化碳氣體的每分鐘供應量為20升、二氧化碳氣體保護焊的焊接速度為每分鐘30cm。上述中的兩個母材是厚度為19mm、寬為100mm、長為500mm的ss400(JISG3101)材質鋼，在其兩面電鍍厚度為100～500um的鋅。上述中的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲的外皮是SPWB材質的冷軋鋼帶，其重量構成是外皮占80～90％，里面填充的焊劑占10～20％。在上述實施例中使用的焊劑中的重要成分的含量和對應的減少氣孔的性能和焊接作業性能如下表1。表1 上述表中的減少氣孔的性能A是根據焊縫中的焊坑數來評價的，B是根據焊縫中的氣孔數來評價的，作業性能是根據飛濺的情況評價的。焊接長度為500mm時，焊坑及氣孔數量非常多時用“◎”表示，1～2個時用“○”表示，3～5個時用“△”表示，6個以上時用“×”表示。作業性能是以飛濺的發生情況為基準相對評價的，綜合評價是減少氣孔性能中的2個項目和作業性能評價等3個項目中有1個以上“×”時用“×”表示，其它情況是比照這種情況來相對評價的。從上表1的比較例1和2看出，金屬鈦和金屬鎂的含量不到0.4％，時，焊坑和氣泡增加，從比較例3和4看出當其含量達到0.4％時，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種減少焊坑及氣孔性能優良的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲，其特征是在由焊劑和外皮（ｓｈｅａｔｈ保護套）構成的鍍鋅鋼板焊接用粉芯焊絲中，前述的外皮的重量為全部焊絲重量的８０％～９０％，焊劑的重量為１０％～２０％，這時，焊劑中的成分相對于焊絲的全部重量，熔渣生成劑：２％～１５％，硅氧化物：１．０～１０％，鈦金屬或鎂金屬及其合金混合物之中含有鈦金屬的至少兩種以上的成分：０．４％～３％，氟化鈉和氟化鉀之中的一種氟化物：０．１％～１％，其余成分為鐵質.脫氧劑.電弧穩定劑。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：金宗元，
申請(專利權)人：株式會社KISWEL，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]