一种双丝气电立焊用焊丝、制备方法和使用方法技术

本发明专利技术属于焊接材料技术领域，具体涉及一种双丝气电立焊用焊丝、制备方法和使用方法。本发明专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝，首次采用“一根实芯焊丝+一根药芯焊丝”搭配，其中，实芯焊丝成本低，过渡系数高，而药芯焊丝的低温韧性和抗拉强度优良，二者搭配使用，优势互补，避免了双丝气电立焊中全部使用实芯焊丝或药芯焊丝存在的问题；同时，超大热输入条件下，焊材的C含量对焊缝的抗拉强度影响最大，本发明专利技术通过对实芯焊丝和药芯焊丝中碳含量进行限定，与母材的抗拉强度满足特定的关系式，能够实现焊缝与母材之间的等强匹配，避免了焊缝与母材强度不匹配带来的一系列问题。度不匹配带来的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双丝气电立焊用焊丝、制备方法和使用方法


[0001]本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种双丝气电立焊用焊丝、制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]随着制造业的高速发展，大线能量焊接技术已在船舶、海工、桥梁、容器、建筑等领域逐渐推广应用。而大于400kJ/cm的焊接热输入，多采用双丝气电立焊，考虑到焊缝力学性能能够满足要求，一般多采用药芯焊丝进行焊接，然而药芯焊丝价格昂贵、熔渣量大、焊材过渡系数低。
[0003]例如，现有技术中公开了一种大线能量焊接用气电立焊气保护药芯焊丝，采用强脱氧剂镁粉和铝粉提高焊缝金属低温性能，但是在超大热输入下加入铝粉，镁的夹杂物发挥不出钉扎针状铁素体效果，此外双丝均采用药芯焊丝，价格昂贵，过渡系数低，这会导致焊材利用率低。
[0004]为克服这些缺点，一些企业使用实芯焊丝进行焊接，但实芯焊丝一方面存在飞溅大、焊缝低温韧性差且抗拉强度略低的问题，另一方面，实芯焊丝还存在组成复杂，焊丝钢盘条强度高，拉拔困难等缺陷。
[0005]此外，不管是实芯焊丝还是药芯焊丝，均存在焊缝与母材强度不匹配的问题，这会导致焊接接头在服役过程中出现疲劳断裂。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的双丝气电立焊中双丝均采用药芯焊丝价格昂贵、熔渣量大、焊材过渡系数低的问题，双丝均采用实芯焊丝存在飞溅大、焊缝低温韧性差且抗拉强度低以及成分复杂、生产困难等问题，焊缝与母材强度不匹配等缺陷，从而提供一种双丝气电立焊用焊丝、制备方法和使用方法。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种双丝气电立焊用焊丝，包括实芯焊丝和药芯焊丝，其中，所述实芯焊丝和药芯焊丝中的碳含量满足以下公式：A＝0.05+(R
m
‑
250)/8000；A为实芯焊丝或药芯焊丝中的碳含量，R
m
为母材抗拉强度，MPa;且分别控制所述实芯焊丝和药芯焊丝中的铝含量Al≤0.005%。
[0008]其中，药芯焊丝包括外包钢带和填充芯粉，药芯焊丝的碳含量是指外包钢带和填充芯粉中总的碳含量占药芯焊丝总质量的百分比。
[0009]可选地，以质量百分含量计，所述实芯焊丝的化学组成包括：Si 0.18~0.25%、Mn 1.1~1.3%、Ti 0.06~0.10%，其余为Fe，C和不可避免的杂质。
[0010]可选地，所述药芯焊丝包括外包钢带和填充芯粉，以外包钢带的总质量计，所述外包钢带包括如下质量百分含量的组分：Si ≤0.03%，Mn ≤0.7%，其余为Fe，C和不可避免的
杂质；以填充芯粉的总质量计，所述填充芯粉包括如下质量百分含量的组分:Si 0.18~0.25%、Mn 1.1~1.3%、Ni 2.0~3.0%、Mo 0.6~1.0%、Ti 0.06~0.10%、B 0.012~0.015%、Mg 0.003~0.008%、Al≤0.005%，其余为Fe，C和不可避免的杂质；并且，所述外包钢带和填充芯粉中的C含量一致。
[0011]可选地，所述药芯焊丝中填充芯粉的填充率为23
‑
26%。
[0012]本专利技术还提供一种上述的双丝气电立焊用焊丝的制备方法，包括以下步骤：S1，实芯焊丝的制备按照实芯焊丝的目标组成称取原料，制成方坯，轧制成盘条，拉丝，得到实芯焊丝；S2，药芯焊丝的制备按照填充药芯的目标组成调配药粉，包裹钢带，拉拔，得到所述药芯焊丝。
[0013]可选地，所述制成方坯的工序为：转炉冶炼、LF精炼、连铸，中途不过RH真空处理炉，合金选用高钛低铝钛铁，全程可以避免Al脱氧，只有硅锰组分进行联合脱氧。
[0014]可选地，所述轧制成盘条的过程采用低温精轧；和/或，低温精轧的入口温度为850
‑
880℃，轧制速度为85
‑
92m/s，吐丝温度为820
‑
840℃；和/或，低温精轧在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，风机和保温罩全部关闭；和/或，盘条不经退火处理直接进行拉丝，拉丝速度≤14m/s。
[0015]可选地，所述钢带的厚度≤6.5mm；和/或，所述药粉的粒度为50
‑
80目；和/或，所述填充药芯的原料中还包括造渣剂金红石。
[0016]本专利技术中外包钢带可以外购也可自制，只要组分含量满足本专利技术的要求即可。典型非限定性的，本专利技术中外包钢带为低碳冷轧钢带，裁成合适尺寸，经轧机成型辊轧制成“U”型。
[0017]本专利技术中，制备实芯焊丝和药芯焊丝的原料为本领域的常规原料，典型非限定性的，焊丝中的各组分以金属粉末或合金粉末形式混合均匀加入，主要合金组分包括：钛铁粉、锰铁粉、硅铁粉、钼粉、镍粉、硼铁、镁粉，另外不得加入含铝的金属粉或化合物。
[0018]本专利技术还提供一种上述的双丝气电立焊用焊丝或上述的制备方法制备得到的双丝气电立焊用焊丝的使用方法，以实芯焊丝作为前焊丝，以药芯焊丝作为后焊丝。
[0019]可选地，焊接热输入≥400kJ/cm；焊丝距离≤15mm。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝，首次采用“一根实芯焊丝+一根药芯焊丝”搭配，其中，实芯焊丝成本低，过渡系数高，而药芯焊丝的低温韧性和抗拉强度优良，二者搭配使用，优势互补，避免了双丝气电立焊中全部使用实芯焊丝或药芯焊丝存在的问题；同时，超大热输入条件下，焊材的C含量对焊缝的抗拉强度影响最大，本专利技术通过对实芯焊丝和药芯焊丝中碳含量进行限定，与母材的抗拉强度满足特定的关系式，能够实现焊缝与母材之间的等强匹配，避免了焊缝与母材强度不匹配带来的一系列问题。
[0021]本专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝，通过对实芯焊丝和药芯焊丝的具体限定，在保证其力学性能的同时降低了加工难度。具体地，实芯焊丝尽可能少的加入合金元素，可以
减少生产难度， 1）炼钢过程和轧钢控制简单，2）合金元素少，焊丝钢盘条强度低，可以做到无退火拉拔，大大降低实芯焊丝拉拔成本。药芯焊丝中通过组分的限定，特别是严格限定铝元素的含量，能够促使在焊接过程中生成镁的氧化物，从而有利于提高焊缝的低温冲击韧性。
[0022]本专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝的制备方法，生产难度低，操作简单，减少了生产成本。特别是，实芯焊丝的制备中炼钢过程和轧钢控制简单，生产难度低，合金元素少，焊丝钢盘条强度低，可以做到无退火拉拔，大大降低实芯焊丝拉拔成本。
[0023]本专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝的制备方法，通过对制成方坯过程的具体限定，全程禁止Al脱氧和中途不过RH真空处理炉，能够保证焊丝中自由氧的含量，以便于焊接过程中生成镁的氧化物，达到钉扎针状铁素体的效果，在超大焊接热输入时，对焊缝的低温冲击韧性有好处。
[0024]本专利技术提供的双丝气电立焊用焊丝的制备方法，轧制成盘条的过程采用低温轧制，可以得到塑韧性优良且强度符合要求的盘条（盘条抗拉强度≤550MPa，断面收缩率≥80%，同圈差强度≤30M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双丝气电立焊用焊丝，其特征在于，包括实芯焊丝和药芯焊丝，其中，所述实芯焊丝和药芯焊丝中的碳含量满足以下公式：A＝0.05+(R
m
‑
250)/8000；A为实芯焊丝或药芯焊丝中的碳含量，R
m
为母材抗拉强度，MPa；且分别控制所述实芯焊丝和药芯焊丝中的铝含量Al≤0.005%。2.根据权利要求1所述的双丝气电立焊用焊丝，其特征在于，以质量百分含量计，所述实芯焊丝的化学组成包括：Si 0.18~0.25%、Mn 1.1~1.3%、Ti 0.06~0.10%，其余为Fe，C和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的双丝气电立焊用焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝包括外包钢带和填充芯粉，以外包钢带的总质量计，所述外包钢带包括如下质量百分含量的组分：Si ≤0.03%，Mn ≤0.7%，其余为Fe，C和不可避免的杂质；以填充芯粉的总质量计，所述填充芯粉包括如下质量百分含量的组分:Si 0.18~0.25%、Mn 1.1~1.3%、Ni 2.0~3.0%、Mo 0.6~1.0%、Ti 0.06~0.10%、B 0.012~0.015%、Mg 0.003~0.008%、Al≤0.005%，其余为Fe，C和不可避免的杂质；并且，所述外包钢带和填充芯粉中的C含量一致。4.根据权利要求3所述的双丝气电立焊用焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中填充芯粉的填充率为23
‑
26%。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的双丝气电立焊用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纳，张宇，麻晗，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：