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        和光科技 | 行業動態

        低填充率高強鋼用金屬粉芯焊絲(中文)

        添加時間:2019/4/6 13:24:51 來源:互聯網

        聲明:本文轉載自日本新日鐵網頁相關內容資料,原文為日文,我們在此翻譯成中文,分享給大家!

         篇1

        軟鋼及490MPa級高強鋼用
        鋼鐵構架無縫藥芯焊絲
        NSSWSX-55

        1.前言

        年、由于首都圏的再度開發、奧林匹克相關設施的建造、酒店、交通配套設施的逐年增多等等、各種大型建的需求也有逐年增加的傾向。 這種情況下,建筑類鋼鐵結構在工程施工中35%是焊接工程,而且,此項工程中人員緊缺,因此,焊接專業技能人員的欠缺越來越成為了一個非常嚴峻的趨勢。

        搭建建筑鋼鐵構架時,搭建梁、柱等,焊接常用的方法是氣體保護電弧焊,該焊接方法更容易使柱、梁、V坡口等結構與焊接母材完全熔合,從而使接頭達到良好的強度和韌性。應用于上述工況條件下的焊接材料,同時,滿足熔渣、多層焊接性優、焊縫熔合性好的高品質焊接材料中,YGW11、YGW18系列焊絲(實芯焊絲)已成為主流。

        但是,實心焊絲采用二氧化碳氣體保護電弧焊時,焊接電流如果太大,容易產生大顆粒飛濺,如圖1, 焊接飛濺附著在焊縫表面及坡口,焊縫表面不美觀且會造成焊接不良、導致超聲探傷實驗及涂裝受影響。清除附著飛濺的作業時間將約占焊接全部作業時間22%,這也是造成生產量低下的主要原因。其次,適用于實芯焊絲的電弧電壓范圍很小,對焊絲干伸長的變化有很大的影響。為了防止出現以上現象的焊接缺陷,對焊接技能人員的焊接技術水平有很高的要求。

        另一方面,一直以來,藥芯焊絲飛濺少、焊接性能好,但在鋼鐵結構領域使用時,有可能會發生焊接熔深淺、合不良現象。此外,與實芯焊絲相比較,藥芯焊絲熔渣量較多、在多層焊接時極易引起夾渣,造成擴散性含量增多,導致延遲裂紋發生。

        本公司為了解決上述鋼鐵結構應用中的焊接問題,焊絲中的藥粉填充量比傳統藥芯焊絲少(以下叫做填充,增加了金屬粉末,為了確保與實芯焊絲有同樣的熔深,于是有了二氧化碳氣體保護電弧焊接用低填充金屬粉芯型藥芯焊絲,焊絲在銷售、客戶使用中獲得了非常高的評價。1 表示適用于鋼結構用的低填充率焊絲。

        1 表示適用于鋼結構用的低填充率焊絲


        品名

        JIS

        用途

        SX-26

        JIS Z 3313 T49J0T15-0CA-UH5

        軟鋼及490MPa級高高強鋼用,CO2氣體保護焊接

        SX-55

        JIS Z 3313 T550T15-0CA-UH5

        軟鋼及490~550MPa級高強鋼用,CO2氣體保護焊接,
        可進行大的熱輸入,高的層間溫度


         

         

                  1、實心焊絲焊接飛濺情況圖

        由于近年來焊接工程的高效率,有望在490MPa級鋼板熱輸入、高層間溫度條件下實現機器人焊接, 隨著建筑物的高層化,520~550MPa級鋼板也被廣泛使用。接下來介紹無縫藥芯焊絲在軟鋼以490~550MPa級高強度鋼在鋼鐵構架中應用的特點和各種性能、自動化的研究。

         

        2.低填充無縫金屬粉芯焊絲的特點

        2 表示的是填充金屬粉芯型焊絲的各種結構構成。

        1.傳統藥芯焊絲              2.低填充金屬粉芯型焊絲               3.實芯焊絲

        2 各種焊絲的斷面形狀

         

         

        實芯焊絲是一種穩定的、高品質的焊接材料,而且焊絲表面鍍銅,使其具有良好的防銹性、導電性、送絲性。通常,藥芯焊絲內部含助溶劑(藥粉)成分、位置焊接用焊絲。由于低填充金屬粉芯型藥芯焊絲由鐵粉、合金成份等構成,不含熔渣成分,通過減少粉芯內部藥粉的填充,能與實芯焊絲有同樣的熔深。另外,本公司的無縫藥芯焊絲能鍍銅, 防銹性、導電性、耐斷裂性更好。

         

         

        3.SX-55的特點

        根據SX-55低填充金屬粉芯型無縫藥芯焊絲生產技術,能實現與實芯焊絲同樣深度的熔合和良好的多層焊接性,獲得含氫量的焊縫金屬及優質的耐斷裂性。即該藥芯焊絲的特點:有效減少熔渣、飛濺,提高電弧的柔和性,從而減輕焊接作業人員的疲勞感。2 示的是SX-55的焊接指導參數。

        表2 SX-55 焊接指導參數


        銘柄

        焊絲徑
        mm

        推薦焊接電流范圍?。ˋ)

        下向姿勢

        水平角焊姿勢

        SX-55

        1.2

        200 ~ 360

        200 ~ 320

        1.4

        220 ~ 450

        220 ~ 400

         

        接下來介紹依據JIS Z 3111焊縫金屬的拉伸沖擊試驗方法做的評定試驗。 3表示焊接條件,4 表示性能指標。

         

        表3 焊接條件

         


        表4 性能指標


        焊絲直徑
        mm

        拉伸試驗

        沖擊試驗

        拡散氫含量
        ml/100g

        屈服強度
        MPa

        拉伸強度
        MPa

        伸長率

        吸収能量
        (0℃)J

        1.2

        570

        639

        25

        121

        0.7

        1.4

        489

        620

        28

        122

        1.0

        JIS Z 3313 T550T15-0CA-UH5

        ≧460

        550 ~ 740

        ≧17

        ≧47

        ≦5

        〈參考SW〉 JIS Z 3312 YGW18

        ≧460

        550 ~ 740

        ≧17

        ≧70

        SX-55能獲得像550MPa級的實芯焊絲同樣的焊接金屬性能。

        4.關于熱輸,層間溫度的焊接性能

        建筑鋼鐵構架領域的焊材、JASS 6((一社)日本建築學會)要求在熱輸30, 40kJ/cm、對應層間溫度250, 350℃以下)焊接條件下做評定。5 表示焊接條件、 6示焊縫金屬性能。

        表5 焊接條件(焊絲直徑1.4mm)


        表6 焊接金屬性能(焊絲直徑1.4mm)


        入熱path間溫度

        焊縫金屬拉伸試驗

        板拉試驗

        沖擊試驗

        超音波探傷試驗
        (建筑基準判定)

        屈服強度
        MPa

        拉伸強度
        MPa

        拉伸強度
        MPa

        斷裂位置

        吸収能力
        (0℃)J

        40kJ/cm-350℃

        407

        530

        544

        母材

        106

        合格

        SN490 規格值

        325 ~ 445

        490 ~ 610

        ≧27

        30kJ/cm-250℃

        444

        535

        90

        合格

        SM520 規格值

        355 ~ 475

        520 ~ 640

        ≧27

        即使是在SX-55 熱輸、層間溫度的焊接條件下、焊縫金屬性能也充分滿足鋼板規格。

        5.機器人焊接的適用性

        接下來介紹SX-55焊絲的機器人焊接應用。使用鋼材BCP325(板厚19mm, 400mm)圓柱型SN490B(板厚 36mm)的隔。坡口形狀V35度、間隙 6mm,在此情況下進行自動化焊接。2表示試驗體的形狀。在高焊接速度條件下,采取與實芯焊絲YGW18同一焊接條件進行焊接。接條件7 、焊縫外觀見3、焊縫截面的微觀組織見圖4。另外,焊縫金屬的機械性能以及探傷試驗結果見8 。

        圖2試驗體的形狀

         

         

         

         

         

        3 SX-55的焊縫外觀圖片

         

         

         


        表7 機器人焊接試驗條件


        溶接條件

        項目

        Path(路徑)

        1

        2

        3

        4

        5

        6

        7

        高效率
        條件

        電流A

        345

        344

        343

        341

        354

        358

        315

        電壓V

        37

        37

        37

        37

        38

        38

        35

        速度cm/min

        40

        37

        35

        32

        42

        42

        42

        焊接熱輸入kJ/cm

        19.2

        20.7

        21.8

        23.7

        19.1

        19.3

        15.9

        YGW18
        同一條件

        電流A

        322

        333

        334

        335

        301

        301

        297

        電壓V

        37

        37

        37

        37

        35

        35

        35

        速度cm/min

        33

        32

        30

        28

        36

        36

        34

        焊接熱輸入kJ/cm

        21.6

        23.2

        24.8

        26.7

        17.8

        17.8

        18.1


        4 SX-55 斷面微觀照片

         

         

        表8 焊接金屬性能評價結果

         

         

        SX-55用機器人焊接時、熔渣很少、無飛濺殘留,焊縫外觀整潔為了能看清楚母材表面黒皮的殘存、沒有使用防飛濺劑磨)。能很好從斷面微觀組織中看到良好的焊縫熔深情況,符合超音波探傷試驗JIS的標準、建筑基準的評價。滿足與實心絲YGW18相當的規格性能值,適用于機器人焊接。

        6.尾篇

        本文全面介紹了針對軟鋼以及490~550MPa級高強度鋼用的無縫金屬粉芯焊絲。本公司研制的低填充率用金屬粉芯焊絲擁有與 YGW11實心焊絲同等級的性能,同時,公司將加快向更高強度化焊材的研發進度,創造適應社會發展需求的高品質焊接材料的開發和改進努力。

         

         篇2

        F82
        軟鋼及490MPa級高強鋼用
        鋼鐵構架無縫藥芯焊絲
        關于NSSWSX-26

        1.前言

         

        現在,在鋼鐵構架領域,焊接柱狀結構時,常用到埋弧焊、電渣焊等的大熱輸入焊接方法,梁、柱等的焊接大多用氣體保護電弧焊。藥芯焊絲在梁、柱的角焊縫焊接時,脫渣性好、焊縫成形美觀,接頭的多層焊接時熔渣量少、熔深好、適用于機器人焊接的實芯焊絲在施工中已成主流。作為鋼材以屈服325MPa 、拉伸強度490MPa級鋼為主,隨著近些年拉伸強度520 ~ 550MPa級鋼的高層化廣泛使用,本公司主要開發了490MPa級鋼的氣體保護電弧焊用無縫藥芯焊絲。

        本文主要介紹SX 焊絲系列中 SX-26 的特點和各種性能。

        2.針對高構架的焊接材料

        氣體保護電弧焊法被廣泛使用于鋼構管件的焊接、一般用Ar+CO2  MAG 焊接及100%CO2的焊接。尤其是成本低的CO2氣體焊接保護氣被普遍使用。

        1表示的是本公司針對鋼鐵構架適用于CO2接用的焊絲。

         

         

        表1 針對建筑鋼鐵構架適用于CO2接用焊絲

        種類

        JIS

        適用銅種

        備注

        SX-26

        Flux(助溶劑)焊絲

        T49J0T15-0CA-UH5

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        熱輸入

        SF-1

        Flux(助溶劑)焊絲

        T49J0T1-1CA-UH5

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        位置

        SF-1V

        Flux(助溶劑)焊絲

        T49J0T1-1CA-UH5

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        立向上進焊接

        SM-1F

        Flux(助溶劑)焊絲

        T49J0T1-0CA-UH5

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        角焊

        SM-1FT

        Flux(助溶劑)焊絲

        T49J0T1-0CA-UH5

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        層角焊

        YM-26

        實芯焊絲

         

        YGW11

        軟鋼及 490MPa 級高強鋼

        大熱輸入

        YM-26(R)

        實芯焊絲

         

        YGW11

        軟鋼及び 490MPa 級高強鋼

        機器人

        SX-55

        Flux(助溶劑)焊絲

        T550T15-0CA-UH5

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        大熱輸入高效焊接・多層焊

        SF-55

        Flux(助溶劑)焊絲

        T550T1-1CA-G-UH5

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        位置

        SF-55V

        Flux(助溶劑)焊絲

        T550T1-1CA-G-UH5

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        立向上焊接用

        YM-55C

        實芯焊絲

         

        YGW18

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        熱輸入、層間溫度用

        YM-55C(Y)

        實芯焊絲

         

        YGW18

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        熱輸入・高層間溫度用

        YM-55C(R)

        實芯焊絲

         

        YGW18

        軟鋼及 490 ~ 550MPa 級高強鋼

        機器人

         

        3.高鐵構架無縫焊絲  SX焊絲的構造

        1 表示 藥芯焊絲的構成與實芯焊絲作比較。

         

         

         

        實芯焊絲

        型藥芯焊絲

        金屬型藥芯焊絲

        各種焊絲的構成圖

        本文介紹的SX焊絲是熔渣量少的金屬粉芯型藥芯焊絲,本公司擁有無縫藥芯焊絲及制造技術,該焊絲兼具實芯焊絲及藥芯焊絲的優點,是全新類型的無縫藥芯焊絲。

        實芯焊絲是由脫氧金屬構成,是容易大批量生產的低成本焊接材料。

        藥芯焊絲具有穩定的電弧、飛濺小等優點,是能夠滿足高品質化、高效率焊接要求的焊接材料。藥芯焊絲按填充粉芯類別,可分為鈦型和金屬粉型。

        SX焊絲的制造過程中,焊絲的粉芯含量通常比其它藥芯焊絲低,即擁有低的填充率。

        4.SX-26的特點

         

         2 表示SX-26的焊接指導參數。

        表2 SX-26的焊接指導參數

        品名


        mmφ

        推薦焊接條件 (A)

        擴散氫含
        ml/100g

        用途

        下向姿勢

        水平角焊姿勢

        SX-26

        1.2

        200 ~ 320

        200 ~ 320

        1.1

        用于建筑、鋼鐵構架、橋梁等
        電流、CO2

        1.4

        220 ~ 450

        220 ~ 400

        1.1

         

        SX-26 是屬于低填充率的無縫金屬粉芯型焊絲、無縫結構可有效阻止焊絲吸潮,減少的來源,從而使焊接金屬中的擴氫量減少,可以得到裂性良好的焊金屬。

        2、3 表示焊絲送絲速度和熔深的關系。

         

         

         

        焊絲送絲速度和熔深
        (1.2mmφ)

        焊絲送絲速度和熔深
        (1.4mmφ)

        通常,鈦型藥芯焊絲與實芯焊絲相比,熔深較淺。SX-26焊絲外皮斷面積大、若與實芯焊絲設定同等的焊絲送絲速度(=熔接電源的電流設定值、就可以獲得與實芯焊絲同等的溶進深度。

        1 表示焊縫外觀及焊接飛濺情況。

        實芯焊絲CO2焊接,300A左右溶滴過渡由噴射過渡轉變為小球過渡、由于電弧作用增加,產生大量顆粒的飛濺。大顆粒飛濺附著在鋼板表面,不僅影響外觀、還影響后續的涂裝性、耐腐蝕性能。因此實心焊絲不宜采用大電流焊接,難以提高焊接效率。但是SX-26在大電流焊接時溶滴,溶滴依然能夠保證噴射過渡,顆粒飛濺與實芯焊絲相比較有很大幅度的減少。其次、SX-26造渣劑很少,焊接過程渣很少,幾乎與實芯焊絲同等,不需要焊后清渣。

        1 焊縫外觀及焊接飛濺情況

        焊絲

        Bead(焊珠)外觀

        過去實芯焊絲


        (YGW11)

        280A

         

         

        SX-26

        300A

         

         

         

        4、5 表示  焊接電流和1mm 以上顆粒飛濺產生量。

         

         

        焊接電流和飛濺產生量
        (1.2mmφ)

        焊接電流和飛濺產生
        (1.4mmφ)

        SX-26跟原來實芯焊絲相比較,1mm 以上飛濺減少了70~90%。

        5. SX-26的焊接金屬性能

        依據JIS Z 3111 焊接金屬的拉伸及沖擊試驗方法檢測 SX-26的焊縫金屬性能。3表示焊接條件、4表示焊接金屬性能。

        表3 試驗焊接條件

        產品直
        mmφ

        焊接電流
        A

        電弧 電壓
        V

        焊接速度
        cm/min

        熱輸入
        kJ/cm

        干伸長
        mm

        預熱溫度

        Path

        溫度

        坡口形狀

        1.2

        280

        30

        30

        16.8

        25

        RT

        150±15

         

        1.4

        340

        34

        30

        23.1

        30

        RT

        150±15

         

        保護氣體:100%CO2( 流量 25L/min)


        表4 焊縫金屬性能

        項目

        拉伸試驗

        沖擊吸收功(能量)

        屈服強度
        MPa

        拉伸強度
        MPa

        延伸率

        試驗溫度 0℃ J

        制品徑1.2 mmφ

        530

        620

        26

        78

        制品徑1.4 mmφ

        430

        620

        29

        132

        參考藥芯焊絲〉 規格 49Jclass

        ≧400

        490 ~ 670

        ≧18

        ≧47

        參考實芯焊絲〉 規格YGW11

        ≧400

        490 ~ 670

        ≧18

        ≧47

         

        SX-26  能夠充分滿足490MPa級藥芯焊絲、實芯焊絲的性能。

        6. 面向鋼鐵構架焊接評價

        根據JISS 6(日本建築學會)的焊接要求焊接熱輸入30kJ/cm、層間溫度250℃以下)在此焊接條件進行工藝評定。 5表示焊接條件、 6表示焊縫金屬性能。  

        表5 焊接條件產品直徑:1.4mmφ)

        焊接電流
        A

        電弧電壓
        V

        焊接速度
        cm/min

        熱輸入
        kJ/cm

        干伸長
        mm

        預熱溫度

        Path

        溫度

        坡口形狀

        10

        350

        36

        25

        30.2

        25

        RT

        250 以下

         

         

        首層條件:250A 26V 25cpm Ext.25mm ,熱輸入15.6kJ/cm

        保護氣體:CO2(流量 25L/min)

         


        表6 焊縫金屬性能(產品直徑1.4mmφ)

        熱輸
        kJ/cm

        拉伸試驗

        擺錘吸収Energie(能量)

        放射線透過實驗
        夾渣

        屈服強度 
        MPa

        拉伸強度
        MPa

        延伸率

        試驗溫度 0℃
        J

        30.2

        428

        527

        32

        64

        〈參考〉 SN490B, C規格值

        325 ~ 445

        490 ~ 610

        ≧21

        ≧27

         

         

        建筑構造用壓鋼材

        SX-26即使是30kJ/cm的焊接條件下也能充分獲取490MPa級鋼板的性能。

        7. SX焊絲系列施工要領

        · 如果焊接電源上有設置焊絲類型項目的場合、SX焊絲系列的特性接近于實芯焊絲、電源設定請選擇為實芯焊絲。

        · 如果是正在使用實芯焊絲的您、焊接電流上調了20A、使用時請不要更改電流設置。

        · 如果焊接飛濺沒有減少的情況下,請將電壓值設置到比實芯焊絲高2~3V。

        8. 尾篇

        本文全面介紹了適用于鋼鐵構架的新焊絲SX-26。本公司為了應對高強度化的需求、SX焊絲系列為基礎、也配備550MPa級鋼板焊絲SX-55的生產線 。為適應社會需求的高品質焊接材料的開發和改進努力。

         

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