国外金属粉型药芯焊丝简介

国外金属粉型药芯焊丝简介
喻萍;尹士科
【期刊名称】《焊接》
【年(卷),期】2010(000)002
【摘要】金属粉型药芯焊丝以其优良的焊接工艺性能和高的焊接效率,在国外发达国家得到了广泛的应用.其归属问题在国际上并不统一,AWS将其归于实心焊丝标准中,而ISO、EN和JIS将其归于药芯焊丝标准中,中国在2008年新修订的低合金钢药芯焊丝中,将低合金钢用金属粉型药芯焊丝归于此类.文中介绍了国外知名焊接材料生产厂家生产的金属粉型药芯焊丝品种,并详细介绍了日本神钢的金属粉型药芯焊丝.
【总页数】5页(P31-35)
【作者】喻萍;尹士科
【作者单位】中国钢研科技集团公司,北京市,100081;中国钢研科技集团公司,北京市,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TG422.3
【相关文献】
1.高强钢用金属粉芯型药芯焊丝研制 [J], 周海龙;孟庆润;
2.960MPa高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊缝金属韧化机理 [J], 刘政军;裘荣鹏;武丹;苏允海
3.690MPa级金属粉芯型无缝药芯焊丝的研制 [J], 张晓;冯兆龙;郭纯;曾志伟
4.金属粉芯型药芯焊丝开发与应用现状 [J], 刘奔; 徐勤官; 王先锋
5.30CrMnSiA金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡分析与电弧增材研究 [J], 赵慧慧;高旭;王贯盈;刘英;梁志敏
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一种金属粉型药芯焊丝的研发摘要：金属粉型药芯焊丝是药芯焊丝的一种，其药芯中大部分是金属，矿物质极少。

药芯焊丝是由金属皮包裹药粉组成，焊接时电流主要从金属表面通过，造成电流密度比焊条、实心焊丝都大，这会导致焊接速度的优势无可比拟。

而金属粉型的药粉几乎由导电金属构成，熔渣生成很少，那它的熔敷效率优势也很明显。

由于金属粉型药芯焊丝具有熔渣性药芯焊丝优点，又具有实心焊丝的优点，因此被誉为“替代实心焊丝的焊接材料”。

关键词：药芯焊丝金属型前言目前药芯焊丝的分类，根据类型和熔滴过渡形式可分为：钛型、碱性、自保护型和金属型药芯焊丝【1】。

国内应用较广的主要为钛型药芯焊丝，以及少量的碱性和自保护型药芯焊丝，金属型药芯焊丝国内应用较少。

而在欧美、日韩等发达国家和地区，金属型药芯焊丝凭借其飞溅和渣量少，熔敷效率高，熔敷速度快的优点已占药芯焊丝使用总量的20%以上【2】。

随着焊接自动化的扩展，其使用量必将进一步增加。

1.金属型药芯焊丝的特点1.1标准符合AWS A5.36 E70T151.2焊接工艺性能金属型药芯焊丝的工艺性能特点为：（1）电弧稳定，飞溅少，熔滴过渡均匀，可轻易形成喷射过渡，同时由于飞溅量少极大地减轻了清理飞溅的作业量；（2）渣量少，焊后焊缝几乎无渣，不需要清除焊渣就能连续焊接。

在厚板焊接中能大大降低工人劳动强度，提高工作效率。

（3）熔敷速度快，熔敷效率高，由于粉芯含有大量铁合金，所以能大幅提高焊丝的熔化速度。

其熔化速度明显高于实心焊丝和普通的药芯焊丝。

（4）具有优良的短路过渡特征，可焊接平焊、横焊、立向上、立向下等多种位置。

如外加脉冲电源，可实现薄板焊接。

2.药芯成分设计根据金属粉型药芯焊丝的特点，我们设计如下的药芯成分：原材料的杂质含量会直接影响焊缝的杂质含量，因此要严格控制。

S是钢中的有害元素，它和铁生成的FeS易与r-Fe形成低熔点共晶。

在加热时，共晶体熔化，导致焊缝处高温破裂，也就是我们说的“热脆”，在焊接高温下，FeS与铁水可无限互溶；熔池凝固时，FeS与Fe或FeO形成低熔点共晶，可能导致焊缝的结晶裂纹。

焊丝分类实芯焊丝及药芯焊丝特性2..3.1 焊丝分类按制造方法可分为实芯焊丝和药芯焊丝两大类，其中药芯焊丝又可分为气保护和自保护两种。

按焊接工艺方法可分为埋弧焊焊丝、气保焊焊丝、电渣焊丝、堆焊焊丝和气焊焊丝等。

按被焊材料的性质又可分为碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铸铁焊丝和有色金属焊丝等。

焊丝实芯焊丝药芯焊丝埋弧焊、电渣焊气体保护焊自保护焊惰性气体保护焊（TIG，MIG）活性气体保护焊（MAG）埋弧焊气体保护焊（CO2焊，Ar+CO2焊）自保护焊2.3.2 实芯焊丝实芯焊丝是热轧线材经拉拔加工而成的。

产量大而合金元素含量少的碳钢及低合金钢线材,常采用转炉冶炼；产量小而合金元素含量多的线材多采用电炉冶炼,分别经开坯、轧制而成。

为了防止焊丝生锈,除不锈钢焊丝外都要进行表面处理。

目前主要是镀铜处理,包括电镀、浸铜及化学镀铜等方法。

不同的焊接方法应采用不同直径的焊丝。

埋弧焊时电流大,要采用粗焊丝,焊丝直径在 2.4~6.4mm;气保焊时,为了得到良好的保护效果,要采用细焊丝,直径多为0.8~1.6mm。

1.埋弧焊用焊丝埋弧焊接时,焊缝成分和性能主要是由焊丝和焊剂共同决定的。

另外,埋弧焊接时焊接电流大,熔深大,母材熔合比高,母材成分的影响也大,所以焊接规范变化时,也会给焊缝成分和性能带来较大影响。

埋弧焊焊丝的选择既要考虑焊剂成分的影响,又要考虑母材的影响。

为了得到不同的焊缝成分,可以采用一种焊剂(主要是熔炼焊剂)与几种焊丝配合F也可以采用一种焊丝与几种焊剂(主要是烧结焊剂)配合。

对于给定的焊接结构,应根据钢种成分、对焊缝性能的要求指标及焊接规范大小的变化等进行综合分析之后,再决定所采用的焊丝和焊剂。

低碳钢用焊丝由于焊缝中合金成分不多,故可采用焊丝渗合金,也可采用焊剂渗合金。

通过焊剂向焊缝中过渡时，有利于改善焊缝的抗热裂纹能力和抗气孔性能;通过焊丝向焊缝中过渡时,有利于提高焊缝的低温韧性。

焊接低碳钢时多采用低碳焊丝(H08A等),当母材含碳量较高或强度要求较高、而对焊缝韧性要求不高时,也可采用含碳量较高的焊丝,如H15A或H15Mn等。

药芯焊丝 HY507药芯焊丝是近年来迅速发展的一种新型焊接材料，可以通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，药芯焊丝由焊接用钢带，经过滚卷成为U型断面，药粉填充于U型金属槽中经过密封滚卷，将药粉紧紧地滚压在管型焊丝内，再经过一连串抽拉动作形成O型焊丝也就是药芯焊丝，广泛应用于桥梁、船舶、管道建设及军工产品的焊接。

药芯焊丝气保焊（简称FCAW-G）是一种应用非常广泛的焊接工艺，它广泛应用于重型制造、建筑、造船、海上设施等行业中低碳钢、低合金钢和其它各种合金材料的焊接。

FCAW-G 焊接工艺常常采用100％的纯CO2或者75％~80％的Ar和20％~25％的CO2混合气体作为保护气。

保护气工作原理：所有保护气的一个主要作用是隔绝空气中氧气、氮气和水蒸气，保护焊接熔池和电极。

保护气通过焊枪进入，从焊嘴喷出，包围在电极的周围, 置换掉电极周围的空气，在熔池和电弧周围形成一个临时的保护气罩。

CO2 气体和Ar/CO2混合气都能实现这个目的。

这些保护气促进了电弧等离子区的形成，电弧等离子区是焊接电弧的电流通道。

保护气类型也影响着电弧热的传导以及在熔池上施加电弧力大小。

在这些问题上，CO2和Ar/CO2混合气的表现并不相同。

标准保护气体规格（mm）熔敷金属化学成分之一例（Wt%）熔敷金属力学性能之一例GB AWS C Si Mn 其他屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）延伸率（%）冲击实验温度（℃）冲击功（J）E501T -5E70T-5CO2Φ1.2-Φ1.60.040.551.26—48056523.5-2093主要用途用于桥梁、造船、车辆、机械制造、压力容器、石化机械、起重机械等重要结构的焊接。

日本不锈钢药芯焊丝的牌号及熔敷金属的化学成分
1）日本不锈钢药芯焊丝的牌号。

日本不锈钢药芯焊丝标准JIS Z3323也是以熔敷金属化学成分及焊接中所采用的保护气体种类分类的，其保护气体种类分为三类
①C―表示采用体积分数100%的CO2气体或体积分数在20%以上Ar气的混合气体。

②S―表示无气体保护（自保护）。

③G―表示不规定气体保护。

JIS不锈钢药芯焊丝型号表示如下，例如YF308C：
Y―表示焊丝；
F―表示药芯焊丝；
308―表示按熔敷金属的化学成分微信公众号：hcsteel；
C―表示所用保护气体种类。

2）日本标准JIS Z3323 不锈钢药芯焊丝熔敷金属的化学成分。

我国不锈钢药芯焊丝的牌号及熔敷金属的化学成分和力学性能1）不锈钢药芯焊丝的牌号。

不锈钢药芯焊丝的牌号的编制方法如下：
①不锈钢药芯焊丝的牌号的第一个字母“Y”表示药芯焊丝，第二个字母“A”表示奥体不锈钢，后面的三个数字的意义与焊条牌号的编制方法相同。

②牌号“-”后的数字表示焊接时的保护方法，
以YA102-1为例：
YA―表示奥体不锈钢药芯焊丝；
1―表示熔敷金属主要的化学成分等级，wcr约为20%,wNi约为10%；0―牌号分类编号为0；
2―钛钙型药芯；
“-”后面的1―用于气体保护焊。

2）我国不锈钢药芯焊丝的牌号及熔敷金属的化学成分和力学性能（3）美国不锈钢药芯焊丝的牌号及熔敷金属的化学成分
1）美国不锈钢药芯焊丝的牌号。

美国不锈钢药芯焊丝标准AWS A5.22的分类是以熔敷金属的化学成分及焊接中所采用的保护气体种类为依据的。

分类代号和保护气体种类见表2-20.。

国内外药芯焊丝的现状及发展王京军猴王集团焊接材料研究所一九九四年十一月国内外药芯焊丝的现状及发展王京军猴王集团焊接材料研究所摘要本文综合了国内外有关药芯焊丝的报道内容，介绍了药芯焊丝的发展概况、种崐类、特点及其在工业中的应用，分析了几个主要工业发达国家发展药芯焊丝道路的崐特色，介绍了国外有关药芯焊丝的标准，重点综述了气体保护焊药芯焊丝的特性。

崐对发展我国药芯焊丝具有重要参考价值。

关键词：气体保护焊药芯焊丝发展应用1.药芯焊丝发展概况药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝，早在1920年就曾被提出过，试图以涂料粉崐末覆盖电弧焊接熔池，但这个想法并未完全实现，而被涂药焊条和埋弧焊剂取代了崐30年。

最早的药芯焊丝专利是1926年由SSTOODY提出的， 其焊丝的断面形式是管形崐的，如图1A-1B所示，其包皮是由薄钢带制成，芯部药粉的填充系数较高， 直到现崐在这种形式的药芯焊丝仍有应用。

1927年由DWORZAK 提出了一种类似电焊条的断面崐形状如图1C所示的药芯焊丝其填充系数较小，现在已不应用这种形式。

1946 年由崐ARCOS提出了如图1D所示断面形状的药芯焊丝并确信这种焊丝适用于氧-乙炔焊。

尽崐管在1940年已经知道焊接过程要防止来自于空气中的氮的危害，但直到1953年才采崐用CO2作保护气体，同时配合少量渣保护即可得以满意的焊缝质量。

1958 年焊接时崐不用外加气体的自保护药芯焊丝研制成功。

随着拉拔技术的提高，到60 年代具有崐多种性能的药芯焊丝已出现并得到应用。

正如1965年由PATON 提出的截面形状如图崐1E所不的药芯焊丝。

早期研制生产的药芯焊丝直径仅为φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm、等粗丝， 电崐弧特性极差，药芯松散，填充颏度低，松装比小，造成药芯的保护作用欠佳， 近崐切需要发展小直径的药芯焊丝，相继出现了φ2.0mm、φ1.6mm的细丝药芯焊丝，到崐80年代后期又发展了φ1.4mm、φ1.2mm、φ0.8mm及φ1.0mm的药芯焊丝并得到了广崐泛的应用。

不锈钢药芯焊丝型号的表示方法
不锈钢药芯焊丝的型号表示方法通常由一系列字母或数字组成。

以下是一些常见的表示方法：
1. AWS（美国焊接协会）型号：常见的不锈钢药芯焊丝型号
使用AWS标准，由字母和数字组成。

例如，ER308L代表一
种低碳不锈钢药芯焊丝，ER316L代表一种低碳含钼不锈钢药
芯焊丝。

2. DIN（德国国家标准）型号：德国国家标准通常使用字母和
数字表示不锈钢药芯焊丝的型号。

例如，SG-X2CrNi19-11代
表一种低碳铬镍不锈钢药芯焊丝。

3. ISO（国际标准化组织）型号：ISO型号通常使用字母和数
字组合表示不锈钢药芯焊丝的型号。

例如，ISO 14343-A-G 19 12 3 L代表一种低碳高铬钼不锈钢药芯焊丝。

需要注意的是，不同的国家和地区可能使用不同的标准和表示方法来表示不锈钢药芯焊丝的型号，因此在购买时应根据实际需求选择符合相应标准的型号。

随着焊接生产向高效率、低成本、高质量方向发展，药芯焊丝作为一种极有发展前途的焊接材料及高技术产品，在焊接材料中所占的比例越来越大。

药芯焊丝也称为管状焊丝或粉芯焊丝，是20世纪50年代发展起来的高效率焊接材料，可以通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，以适于不同工矿、不同条件设备部件的要求，用来焊接各种类型钢材。

药芯焊丝既具有药皮焊条的配方可调性，同时又具有实芯焊丝连续焊接的特点。

药芯焊丝正以其无可比拟的技术和经济性，受到国内外焊接界的极大关注。

药芯焊丝又分为有有缝和无缝药芯焊丝，无缝药芯焊丝的成品丝可进行镀铜处理，焊丝保管过程中的防潮性能以及焊接过程中的导电性均优于有缝药芯焊丝。

通常药芯焊丝有以下几种：CMC-FC815特性与用途：新型金属粉末包药焊线，适合于各种热锤锻模、陶瓷模具之耐热、耐磨部位制作与焊补。

亦可用于中碳钢与低合金钢之表面硬度加强。

焊后熔金不须硬化热处理可直接使用，可机加工。

注意事项：（1）须将热磨损与裂痕部位全部刨除，拐角部位避免直角与锐角。

（2）预热温度200-400℃，焊后消除应力回火一次，炉内徐冷。

（3）裂痕严重部位，视情形可以CMC-60N打底，可防止再次开裂。

（4）焊补接点需尽量避免于应力发生处。

技术参数：硬度HRC52-57主要成份Cr Mo Mn Si C Ti焊接参数：保护气体M2114-20l/min电流种类DC+电流电压线径电流(A)电压(V)1.660-42016-382.0100-45017-402.4150-50018-42突出线长15-25mmCMC-FC864Mo特性与用途：新型金属粉末包药焊线，适合于各种热作模具钢之重建堆焊与修护焊接，特别适用于热间锻造的初锻模、中锻模重要区块的加强式局部装甲焊接。

对于热切模的生产，同样可以通过堆焊制作刀口。

由于Cr、Mo含量高，有很优良地高温硬度与热传导率。

注意事项：（1）须将热磨损与裂痕部位全部刨除，拐角部位避免直角与锐角。

第7讲药芯焊丝电孤焊简介1概述药芯焊丝是继焊条、实芯焊丝之后广泛应用的又一类焊接材料，它是由金属外皮和芯部药粉两部分构成的。

使用药芯焊丝作为填充金属的各种电弧焊方法统称为药芯焊丝电弧焊。

通常用英文简称FCAW（Flux-Cored Arc Welding）表示。

1.1药芯焊丝的发展药芯焊丝最早出现在20世纪20年代的美国和德国。

但真正大量应用于工业生产是在50年代，特别是60、70年代以后，随着细直径（φ2.0mm以下）全位置药芯焊丝的出现，药芯焊丝进入高速发展阶段。

近几年发达国家药芯焊丝的用量约占焊接材料总量的20％～30％，且仍处在稳步上升阶段。

焊条、实芯焊丝、药芯焊丝3大类焊接材料中，焊条年消耗量呈逐年下降趋势，实芯焊丝年消耗量进入平稳发展阶段，而药芯焊丝无论是在品种、规格还是在用量等各方面仍具有很大的发展空间。

我国在60年代开始有关药芯焊丝的相关技术以及制造设备的研究。

80年代初，国内一些重大工程项目开始大量使用药芯焊丝（几乎全部为国外产品），对药芯焊丝的推广使用起到了推动作用。

80年代中期，我国开始引进药芯焊丝生产线以及产品配方，90年代初期，国产药芯焊丝生产线也具备了批量生产的能力。

近年来，国内药芯焊丝年消耗量接近万吨，占焊接材料总量的1％左右。

但国产药芯焊丝年产量仅2000t左右，不足焊材总产量的0.3％。

国产药芯焊丝无论是在品种还是产量都不能满足国内目前市场的需求。

然而从近几年国产药芯焊丝的发展趋势可以看出，国产药芯焊丝及其相关技术已经成熟，今后几年我国的药芯焊丝技术及应用也将进入高速发展阶段。

总之，药芯焊丝以其明显的技术和经济方面的优势将逐步成为焊接材料的主导产品，是21世纪最具发展前景的高技术焊接材料。

1.2药芯焊丝的分类药芯焊丝目前尚无统一的分类方法，一般公认的分类方法如下：l）按横截面形状分药芯焊丝的横截面形状可分为简单O形截面和复杂截面两大类（见图l）。

O形截面的药芯焊丝又分为有缝和无缝药芯焊丝。