一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提供了一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，包括药芯和外皮，所述药芯包括如下重量份数的组分，Fe

A new self shielded flux cored wire for X80 pipeline steel

The invention provides a novel self shielded flux cored wire for X80 pipeline steel, which comprises a drug core and a sheath, wherein the core comprises a component with a weight fraction of Fe

【技术实现步骤摘要】
一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝
本专利技术属于焊接材料领域，尤其是涉及一种自保护药芯焊丝。
技术介绍
自保护药芯焊丝半自动焊焊接方法具有野外抗风能力强、成型美观、焊接缺陷少、焊接效率高和易于掌握等优点，在长输油气管道焊接施工中占据重要地位。2007年开始建设的西气东输二线，第一次大规模应用国产X80钢级材质，实现了中国高钢级管道的大规模应用从追赶到领跑的历史性飞跃，但高钢级管道自保护药芯焊丝半自动焊焊缝冲击韧性离散性大且个别冲击吸收功偏低的问题在施工过程中逐渐显现，随着全社会对清洁能源的迫切需求油气管道工程的日益增多，西气东输三线一中靖联络线、陕京四线、中俄东线等一批国家战略重点工程的开工，该问题亟待需要解决。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，以在焊接过程中，除焊材化学成分过渡到焊缝中外，母材化学成分也融入到焊缝中，达到良好的匹配，改善焊缝韧性及其离散性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，包括药芯和外皮；所述药芯成分包括如下重量份数的组分，Fe2O36-9份；碳酸盐4-7份；Al-Mg17-20份；氟化物49-60份；稀土硅铁9-13份；Al2O34-10份；钼铁粉1-4份；金属锰4-7份；金属铬1-3份；镍粉8-10份。优选的，所述氟化物包括如下重量份数的组分，BaF220-25份；CaF213-16份；LiF216-19份。优选的，所述碳酸盐为BaCO3。优选的，所述药芯成分包括所述药芯成分包括如下重量份数的组分，Fe2O38-9份；碳酸盐5-7份；Al-Mg19-20份；BaF220-23份；CaF213-15份；LiF216-17份；稀土硅铁9-10份；Al2O38-10份；钼铁粉3-4份；金属锰6-7份；金属铬1-2份；镍粉8-9份。优选的，所述稀土硅铁包括如下重量份数的组分，稀土为稀土硅铁总量的24-27％；硅为稀土硅铁总量的≤43％；余量为Fe。优选的，所述镍粉纯度为99％以上。优选的，所述药芯填充率为19-30％。优选的，所述外皮采用优质低碳钢，牌号AYHS1；包括如下重量百分比的成分：C≤0.03％,Mn≤0.35％,Si≤0.03％,P≤0.015％,S≤0.015％,余量为Fe。优选的，所述Al2O3其颗粒大小为110-120目。下面是关于组成本专利技术中药芯各组分的作用及含量范围的说明。经过长期的研究与分析，创新性的向药芯中添加了Fe2O3，并控制重量份数为6-9份，添加Fe2O3可提高熔渣的熔点和粘度及电弧穿透力，提高焊接的操控性能，实现全位置焊接；但是，当氧化铁的用量过多时，会使熔渣和电弧中的氧含量增加，容易引起氧化物夹杂以及恶化焊接工艺。Al-Mg，为脱氧剂和脱氮剂，起纯净焊缝，降低焊缝金属的氧含量和氮含量，以提高焊缝的韧性，使焊缝具有低温韧性。其中氟化物主要是造气、造渣和去氢，使自保护药芯焊丝在燃烧时产生保护气体；CaF2具有强烈的稀渣作用，含量太低，稀渣能力不足，含量过高，容易引起飞溅，电弧稳定性下降；所有含量控制在13-16％。BaF2主要在焊接时可以支持很短的电弧，降低了电弧能量和焊丝燃烧速度，更好的控制熔池。氟化锂中锂元素为低电离电位的物质，可作为稳弧剂，改善焊缝成型。稀土硅铁中的稀土，通过改善组织均匀性和细化晶粒来达到提高韧性的目的。Al2O3可改善熔渣的物理性能，改善脱渣性能。加入碳酸钡的目的在于产生气体，提高保护效果和增强电弧吹力，从而有利于提高熔深和焊缝成形，避免产生未熔合、夹渣等缺陷。但是含量过高时飞溅明显，恶化操作环境。合金中P和S为杂质元素，在焊接金属中过多存在下，焊接金属的韧性和延展性一起劣化，容易诱发高温裂纹，优选的尽量减少S和P含量。Si和Al均为脱氧元素，减少焊接金属中的氧含量，提高焊接金属的清洁度，但是含量过多时，会降低焊接金属的韧性。Cr具有焊接部的疲劳强度提高的效果，但Cr含量超标，焊接金属过度硬化，会导致抗裂纹性和韧性的降低。Mo会抑制在多层多道焊接时经受后续焊道带来的再加热时的强度降低，对韧性的劣化也具有抑制效果，但是过量时会降低焊接金属韧性。C的添加会提高焊接金属的强度，但是C过量时，焊接金属的韧性劣化，同时对高温开裂及低温开裂的敏感性升高。Mn为确保焊接金属的淬透性、提高强度所需的元素。当含量过高时，会增加晶界脆化敏感性，焊接金属的韧性劣化。Ni基本过渡到焊缝金属中，使得不仅组织成分的韧性而且焊接金属的韧性都提高的唯一元素，同时焊接部的疲劳强度进一步提高；但是若大量添加，则焊接金属的抗裂纹性降低。Ni加入到焊缝组织当中，由于固溶强化的作用，使熔敷金属的抗拉强度增大。同时，Ni是奥氏体形成元素，能够阻止焊缝在高温中形成粗大的铁素体，而起到细化晶粒的作用。稀土具有脱氧、固氮、细化焊缝组织、改善焊缝夹杂物的数量、大小、形状和分布的作用，从而提高焊缝金属的韧性，而Mn、Cr、Mo等合金成分的优化配比实现强度的提高，冲击韧性的稳定。相对于现有技术，本专利技术所述的一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝具有以下优势：不仅具有良好的焊接工艺性能和全位置焊接适应性，而且该合金成分与新型X80管线钢的成分达到良好匹配，抗拉强度达到等强匹配，焊缝低温冲击韧性的离散性得到解决，管道工程质量很大程度获得提高。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面将参考并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例1一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，包括药芯和外皮，所述药芯包括如下重量的组分，Fe2O36Kg；BaCO34Kg；Al-Mg17Kg；BaF225Kg；CaF216Kg；LiF219Kg；Al2O34Kg；稀土硅铁13Kg；钼铁粉1Kg；金属锰4Kg；金属铬3Kg；镍粉10Kg。其中稀土3.12Kg；硅5.2Kg；Fe为4.68Kg。所述镍粉纯度为99.7％。所述药芯填充率为20％。所述Al2O3其颗粒大小为110目。所述熔敷金属包括如下重量百分比的组分，C0.01％；Si0.3％；Mn1.2％；S0.015％；P0.015％；Cr0.1％；Ni3.5％；Mo0.1％；Al0.6％；余量为Fe。抗拉强度(Rm):698MPa；断裂位置：母材；冲击韧性(试验温度-10℃，KV2)：(209、215、226)J。实施例2一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，包括药芯和外皮，所述药芯包括如下重量的组分，Fe2O39Kg；BaCO37Kg；Al-Mg20Kg；BaF220Kg；CaF213Kg；LiF216Kg；Al2O310Kg；稀土硅铁9Kg；钼铁粉4Kg；金属锰7Kg；金属铬1Kg；镍粉8Kg。其中稀土2.25Kg；硅3.87Kg；Fe为2.28Kg。所述镍粉纯度为99.8％。所述药芯填充率为25％。所述Al2O3其颗粒大小为120目。所述熔敷金属包括如下重量百分比的组分，C0.07％；Si0.3％；M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和外皮；所述药芯成分包括如下重量份数的组分，Fe

【技术特征摘要】
1.一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和外皮；所述药芯成分包括如下重量份数的组分，Fe2O36-9份；碳酸盐4-7份；Al-Mg17-20份；氟化物49-60份；稀土硅铁9-13份；Al2O34-10份；钼铁粉1-4份；金属锰4-7份；金属铬1-3份；镍粉8-10份。2.根据权利要求1所述的一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，其特征在于：所述氟化物包括如下重量份数的组分，BaF220-25份；CaF213-16份；LiF216-19份。3.根据权利要求1所述的一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，其特征在于：所述碳酸盐为BaCO3。4.根据权利要求2所述的一种用于X80管线钢的新型自保护药芯焊丝，其特征在于：所述药芯成分包括所述药芯成分包括如下重量份数的组分，Fe2O38-9份；碳酸盐5-7份；Al-Mg19-20份；BaF220-23份；CaF213-15份；LiF216-17份；稀土硅铁9-10份；Al2O38-10份；钼铁粉3-4份；金属锰6-7份；金属铬1...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯杰昌，马强，
申请(专利权)人：天津市永昌焊丝有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12