本發明涉及藥芯焊絲技術領域，尤其涉及一種高強鋼用絞股焊絲及其制備工藝。

　　背景技術：

　　隨著我國重型汽車行業的不斷發展，鋼鐵仍是重裝車輛制造的主要材料，但其內涵發生了重大變化，從先前軟鋼為主發展到以高強度鋼板為主，結合先進的鋼鐵加工技術，鋼鐵材料強度不斷提升，在實現車身輕量化的同時，又對與之匹配的高強度高韌性焊材提出了苛刻要求。

　　隨著車身輕量化技術的發展，當鋼板強度在1000mpa時，實心焊材焊接過程中對鋼板的熱輸入相比藥芯焊絲而言較大，鋼板焊后強度不足，藥芯焊絲的技術和成本優勢得到體現，但制約藥芯焊絲發展的瓶頸在于如何提高韌性的同時改善焊接電弧的穩定性。

　　技術實現要素：

　　基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種高強鋼用絞股焊絲及其制備工藝，成本較低，在焊接過程中不僅能提高電弧的穩定性和焊道的成型，減少飛濺，而且不影響焊縫金屬強度與韌性，杜絕了長期使用中焊縫金屬的脆變現象。

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮；藥芯按重量百分比包括：石墨粉2-4％，納米二氧化鈦0.2-1％，金紅石10-20％，氧化鈣2-5％，鎢粉1-3％，金屬鉻0.8-1.8％，氟化鈉2.5-4.2％，氟化鋰0.12-0.2％，三氧化二釔0.1-0.4％，金屬錳1-2％，鈦酸鉀1-2％，鎳粉4-10％，ti-nb-v-fe合金1.2-2％，余量為鐵粉。

　　優選地，藥芯與外皮的重量比為2.5-3.5：10。

　　優選地，ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為2-4％，鈮元素所占質量百分比為14-18％，釩元素所占質量百分比為8-12％。

　　優選地，納米二氧化鈦、ti-nb-v-fe合金、三氧化二釔的質量比為0.4-0.8：1.4-1.8：0.2-0.3。

　　優選地，氟化鈉和氟化鋰的質量比為2.8-4：0.14-0.18。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為6-8mm盤條，一次熱處理后對盤條表面酸化處理，然后粗拉至直徑為3-4mm，經過二次熱處理后表面酸化處理，然后細拉至直徑為1-1.2mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　優選地，一次熱處理的溫度為850-900℃，一次熱處理的時間為10-20min。

　　優選地，二次熱處理的溫度為750-820℃，二次熱處理的時間為10-30min。

　　本發明技術效果如下：

　　(1)當鋼板強度在1000mpa時，采用本發明焊絲進行焊接，具有良好的焊接工藝性能，施焊過程飛濺小，成型美觀，而且所得焊接接頭可長期使用中減少發生脆變現象，同時具有良好的綜合性能，焊后接頭強度能實現與1000mpa高強鋼板的等強匹配，尤其與高強度鋼結構的組織穩定性和強韌性相匹配；

　　(2)納米二氧化鈦與ti-nb-v-fe合金復配，ti-nb-v-fe合金可有效的細化晶粒微合金化元素，在兩次熱處理過程中可延緩奧氏體再結晶和細化晶粒，溫度先為850-900℃再為750-820℃時，軋制后不會再結晶，可有效伸長奧氏體晶粒，配合納米二氧化鈦可將伸長的奧氏體晶粒相變為細小的晶粒，顯著改善焊縫金屬的沖擊韌性，可確保焊接接頭具有足夠的蠕變強度、持久強度及良好高溫組織穩定性，而三氧化二釔可配合納米二氧化鈦作用，在焊接過程中不僅能提高電弧的穩定性和焊道的成型，減少飛濺，而且不影響焊縫金屬強度與韌性，杜絕了長期使用中焊縫金屬的脆變現象，保證其使用壽命以及工作穩定性；氟化鈉與氟化鋰相配合，可促進焊接過程中的短路熔滴過渡的電弧穩定性；

　　(3)本發明焊絲同時具有良好的焊接工藝性能和加工工藝性能。本發明焊絲所得焊接接頭的綜合機械性能為：屈服強度≥600mpa，抗拉強度≥700mpa，伸長率≥20％，室溫條件下的沖擊韌性akv≥60j。

　　具體實施方式

　　下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

　　實施例1

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為2.5：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉4％，納米二氧化鈦0.2％，金紅石20％，氧化鈣2％，鎢粉3％，金屬鉻0.8％，氟化鈉4.2％，氟化鋰0.12％，三氧化二釔0.4％，金屬錳1％，鈦酸鉀2％，鎳粉4％，ti-nb-v-fe合金2％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為2％，鈮元素所占質量百分比為18％，釩元素所占質量百分比為8％。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為6mm盤條，一次熱處理20min，一次熱處理的溫度為850℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為4mm，二次熱處理10min，二次熱處理的溫度為820℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　實施例2

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3.5：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉2％，納米二氧化鈦1％，金紅石10％，氧化鈣5％，鎢粉1％，金屬鉻1.8％，氟化鈉2.5％，氟化鋰0.2％，三氧化二釔0.1％，金屬錳2％，鈦酸鉀1％，鎳粉10％，ti-nb-v-fe合金1.2％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為4％，鈮元素所占質量百分比為14％，釩元素所占質量百分比為12％。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為8mm盤條，一次熱處理10min，一次熱處理的溫度為900℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3mm，二次熱處理30min，二次熱處理的溫度為750℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.2mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　實施例3

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為2.8：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉3.5％，納米二氧化鈦0.4％，金紅石18％，氧化鈣3％，鎢粉2.5％，金屬鉻1％，氟化鈉4％，氟化鋰0.14％，三氧化二釔0.3％，金屬錳1.3％，鈦酸鉀1.6％，鎳粉6％，ti-nb-v-fe合金1.8％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為2.5％，鈮元素所占質量百分比為17％，釩元素所占質量百分比為9％。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為6.5mm盤條，一次熱處理18min，一次熱處理的溫度為870℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.7mm，二次熱處理15min，二次熱處理的溫度為800℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　實施例4

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3.2：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉2.5％，納米二氧化鈦0.8％，金紅石12％，氧化鈣4％，鎢粉1.5％，金屬鉻1.6％，氟化鈉2.8％，氟化鋰0.18％，三氧化二釔0.2％，金屬錳1.7％，鈦酸鉀1.4％，鎳粉8％，ti-nb-v-fe合金1.4％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為3.5％，鈮元素所占質量百分比為15％，釩元素所占質量百分比為11％。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為7.5mm盤條，一次熱處理12min，一次熱處理的溫度為890℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.3mm，二次熱處理25min，二次熱處理的溫度為780℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　實施例5

　　一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉3％，納米二氧化鈦0.6％，金紅石15％，氧化鈣3.5％，鎢粉2％，金屬鉻1.3％，氟化鈉3.4％，氟化鋰0.16％，三氧化二釔0.25％，金屬錳1.5％，鈦酸鉀1.5％，鎳粉7％，ti-nb-v-fe合金1.6％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為3％，鈮元素所占質量百分比為16％，釩元素所占質量百分比為10％。

　　上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為7mm盤條，一次熱處理15min，一次熱處理的溫度為880℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.5mm，二次熱處理20min，二次熱處理的溫度為790℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　采用本實施例所得高強鋼用絞股焊絲進行焊接，電弧穩定，飛濺少，焊縫脫渣性優良。

　　對比例1

　　一種絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉3％，納米二氧化鈦0.6％，金紅石15％，氧化鈣3.5％，鎢粉2％，金屬鉻1.3％，氟化鈉3.4％，氟化鋰0.16％，三氧化二釔0.25％，金屬錳1.5％，鈦酸鉀1.5％，鎳粉7％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為3％，鈮元素所占質量百分比為16％，釩元素所占質量百分比為10％。

　　上述絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為7mm盤條，一次熱處理15min，一次熱處理的溫度為880℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.5mm，二次熱處理20min，二次熱處理的溫度為790℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到絞股焊絲。

　　采用本對比例所得絞股焊絲進行焊接，電弧較穩定，飛濺較多，焊縫脫渣性較好。

　　對比例2

　　一種絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉3％，金紅石15％，氧化鈣3.5％，鎢粉2％，金屬鉻1.3％，氟化鈉3.4％，氟化鋰0.16％，三氧化二釔0.25％，金屬錳1.5％，鈦酸鉀1.5％，鎳粉7％，ti-nb-v-fe合金1.6％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為3％，鈮元素所占質量百分比為16％，釩元素所占質量百分比為10％。

　　上述絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為7mm盤條，一次熱處理15min，一次熱處理的溫度為880℃，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.5mm，二次熱處理20min，二次熱處理的溫度為790℃，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到絞股焊絲。

　　采用本對比例所得絞股焊絲進行焊接，電弧穩定，飛濺較多，焊縫脫渣性較好。

　　對比例3

　　一種絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮，藥芯與外皮的重量比為3：10；藥芯按重量百分比包括：石墨粉3％，納米二氧化鈦0.6％，金紅石15％，氧化鈣3.5％，鎢粉2％，金屬鉻1.3％，氟化鈉3.4％，氟化鋰0.16％，三氧化二釔0.25％，金屬錳1.5％，鈦酸鉀1.5％，鎳粉7％，ti-nb-v-fe合金1.6％，余量為鐵粉。

　　其中ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為3％，鈮元素所占質量百分比為16％，釩元素所占質量百分比為10％。

　　上述絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為7mm盤條，接著對盤條表面進行酸化處理，然后粗拉至直徑為3.5mm，再對盤條表面進行酸化處理，然后細拉至直徑為1.1mm，表面除脂處理，絞制得到絞股焊絲。

　　采用本對比例所得絞股焊絲進行焊接，電弧不穩定，飛濺少，焊縫脫渣性較差。

　　采用實施例5所得高強鋼用絞股焊絲與對比例1-3所得絞股焊絲對10mm厚q1100高強鋼板進行平板對接焊接試驗，采用短路熔滴過渡，焊接電流為100a-130a，焊接電壓為16v-18v，焊接速度以確保單面焊雙面成型質量為標準。

　　其結果如下：

　　上述焊接接頭的力學性能采用gb/t229-2007及gb/t228-2002標準檢測。

　　以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

　　技術特征：

　　1.一種高強鋼用絞股焊絲，其特征在于，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮；藥芯按重量百分比包括：石墨粉2-4％，納米二氧化鈦0.2-1％，金紅石10-20％，氧化鈣2-5％，鎢粉1-3％，金屬鉻0.8-1.8％，氟化鈉2.5-4.2％，氟化鋰0.12-0.2％，三氧化二釔0.1-0.4％，金屬錳1-2％，鈦酸鉀1-2％，鎳粉4-10％，ti-nb-v-fe合金1.2-2％，余量為鐵粉。

　　2.根據權利要求1所述高強鋼用絞股焊絲，其特征在于，藥芯與外皮的重量比為2.5-3.5：10。

　　3.根據權利要求1所述高強鋼用絞股焊絲，其特征在于，ti-nb-v-fe合金中，鈦元素所占質量百分比為2-4％，鈮元素所占質量百分比為14-18％，釩元素所占質量百分比為8-12％。

　　4.根據權利要求1所述高強鋼用絞股焊絲，其特征在于，納米二氧化鈦、ti-nb-v-fe合金、三氧化二釔的質量比為0.4-0.8：1.4-1.8：0.2-0.3。

　　5.根據權利要求1所述高強鋼用絞股焊絲，其特征在于，氟化鈉和氟化鋰的質量比為2.8-4：0.14-0.18。

　　6.一種如權利要求1-5任一項所述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，其特征在于，將外皮軋制成u型凹槽，將藥芯置于u型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的o型閉合管；接觸焊接將o型閉合管焊合，送入軋機軋制成直徑為6-8mm盤條，一次熱處理后對盤條表面酸化處理，然后粗拉至直徑為3-4mm，經過二次熱處理后表面酸化處理，然后細拉至直徑為1-1.2mm，表面除脂處理，絞制得到高強鋼用絞股焊絲。

　　7.根據權利要求6所述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，其特征在于，一次熱處理的溫度為850-900℃，一次熱處理的時間為10-20min。

　　8.根據權利要求6所述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，其特征在于，二次熱處理的溫度為750-820℃，二次熱處理的時間為10-30min。

　　技術總結

　　本發明公開了一種高強鋼用絞股焊絲，包括藥芯和包覆在藥芯外側的外皮；藥芯按重量百分比包括：石墨粉2?4％，納米二氧化鈦0.2?1％，金紅石10?20％，氧化鈣2?5％，鎢粉1?3％，金屬鉻0.8?1.8％，氟化鈉2.5?4.2％，氟化鋰0.12?0.2％，三氧化二釔0.1?0.4％，金屬錳1?2％，鈦酸鉀1?2％，鎳粉4?10％，Ti?Nb?V?Fe合金1.2?2％，余量為鐵粉。本發明公開了上述高強鋼用絞股焊絲制備工藝，將外皮軋制成U型凹槽，將藥芯置于U型凹槽類，擠壓軋制成內含藥芯的O型閉合管；接觸焊接將O型閉合管焊合，軋制成盤條，表面酸化處理，粗拉，表面酸化處理，細拉，除脂得到高強鋼用絞股焊絲。

　　技術研發人員：梁裕

　　受保護的技術使用者：河北聯之捷焊業科技有限公司

　　技術研發日：2019.11.21

　　技術公布日：2020.03.31