一种混合气体保护焊用药芯焊丝及其使用方法技术

本发明专利技术属于焊接材料技术领域，具体提供了一种混合气体保护焊用药芯焊丝，包括外皮及填充在所述外皮内的药芯，所述外皮为钢带；以质量百分比计，所述药芯包括38

【技术实现步骤摘要】
一种混合气体保护焊用药芯焊丝及其使用方法


[0001]本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种混合气体保护焊用药芯焊丝及其使用方法。

技术介绍

[0002]在海洋石油工程等石油开采行业中，输送油气的管线常常因油气中含有H2S而发生应力腐蚀开裂。为了防止同类事故发生，提出了抗硫化物应力腐蚀开裂的性能要求，并且管线钢强度等级也在不断提高。如,抗硫化物应力腐蚀开裂的钢种强度等级由屈服强度345MPa提升到450MPa以上。为了消除厚度增加、强度等级提高导致的焊缝脆性增加的风险，对焊缝低温韧性也相应提出了更高的要求。
[0003]现有技术也给出了一些焊接材料的解决途径，如CN201910568603.4提供了一种低硫磷抗氢致裂纹硫化氢腐蚀用钢焊条及制备方法，但其公开的是一种焊条，屈服强度仅402MPa，仅描述了
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30℃的冲击吸收功，无法满足实际需求。CN201310015784.0提供了一种高韧性、抗氢致、硫化物应力腐蚀裂纹的金属粉型药芯焊丝及制法，描述的是一种金属粉型药芯焊丝，其“工艺上达到有效降低焊接后熔渣量”，即仅有少量熔渣，因而全位置焊接工艺性能差，且仅描述了
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30℃冲击达到60J，屈服强度≥400MPa。CN202011217167.5提供了一种改善空冷器管头焊缝性能的气保焊丝及焊接方法，描述的焊丝是一种气保焊丝，即实心焊丝，与药芯焊丝不是同一类型产品。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种钛型渣系混合气体保护焊药芯焊丝，具有良好的全位置焊接工艺性能，并能满足抗硫化物应力腐蚀开裂的性能要求。
[0005]为此，本专利技术提供了一种混合气体保护焊用药芯焊丝，包括外皮及填充在所述外皮内的药芯，所述外皮为钢带；以质量百分比计，所述药芯包括38
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42％的金红石，8
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12％的钙长石，3
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4％的镁粉，8
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10％的金属锰，15
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16％的硅铁，5
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7％的钛铁，0.1
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0.3％的硼铁，3
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4.5％的镍粉，3
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5％的萤石，剩余为铁粉及不可避免的杂质。
[0006]具体的，上述钢带中S≤0.007％，P≤0.009％。
[0007]具体的，上述药芯占所述药芯焊丝质量的16
‑
17％。
[0008]具体的，上述药芯包括38％的金红石，11％的钙长石，4％的镁粉，8％的金属锰，15.2％的硅铁，7％的钛铁，0.2％的硼铁，4.3％的镍粉，5％的萤石，剩余为铁粉及不可避免的杂质。
[0009]具体的，上述药芯包括42％的金红石，9％的钙长石，3.5％的镁粉，9.5％的金属锰，16％的硅铁，5％的钛铁，0.1％的硼铁，3.0％的镍粉，3.5％的萤石，剩余为铁粉及不可避免的杂质。
[0010]具体的，上述药芯包括39％的金红石，12％的钙长石，4％的镁粉，10％的金属锰，15.3％的硅铁，6％的钛铁，0.3％的硼铁，4.5％的镍粉，4％的萤石，剩余为铁粉及不可避免
的杂质。
[0011]本专利技术还提供了上述混合气体保护焊用药芯焊丝的使用方法：所述混合气体保护焊用药芯焊丝采用80％Ar+20％CO2的富氩混合气体作保护气，焊接电流250
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260A；焊接电压26
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28V；焊接速度30mm/min。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0013]本专利技术提供的这种混合气体保护焊用药芯焊丝具有良好的低温韧性，熔敷金属屈服强度≥460MPa；抗拉强度≥550MPa；伸长率≥22％；
‑
60℃条件下，KV2≥54J，熔敷金属具有良好的抗硫化物应力腐蚀开裂性能。本专利技术提供的这种混合气体保护焊用药芯焊丝使用富氩混合气体保护，焊接过程有熔渣保护，具有良好的全位置焊接工艺性，焊缝成型良好，可用于要求抗硫化物应力腐蚀开裂的低温高强钢焊接。
具体实施方式
[0014]下面将结合实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本专利技术的代表性实施例，但是本专利技术所属
的普通技术人员将理解，在不脱离本专利技术范围的情况下可以对本专利技术进行各种修改和改变。因此，本专利技术的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
[0015]本专利技术提供了一种混合气体保护焊用药芯焊丝，包括外皮及填充在所述外皮内的药芯，所述外皮为钢带，钢带中S≤0.007％，P≤0.009％；以质量百分比计，所述药芯包括38
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42％的金红石，8
‑
12％的钙长石，3
‑
4％的镁粉，8
‑
10％的金属锰，15
‑
16％的硅铁，5
‑
7％的钛铁，0.1
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0.3％的硼铁，3
‑
4.5％的镍粉，3
‑
5％的萤石，剩余为铁粉及不可避免的杂质。药芯占所述药芯焊丝质量的16
‑
17％。
[0016]其中，所用金红石的主要成分是TiO2，含95％以上TiO2，主要作用是造渣，能改善脱渣性，显著影响立焊成型。金红石少于38％时，熔渣量偏少且熔渣熔点偏低，焊缝熔池“铁水”易流淌，成型不好，立焊操作困难；金红石多于42％时，材料成本上升，且因TiO2含量过多，将导致熔点升高，焊缝成型变差。
[0017]钙长石的成分为CaO
·
Al2O3·
2SiO2，其中CaO约20.1％，Al2O3约36.7％，SiO2约43.2％。钙长石具有介电常数小、热膨胀系数低、体积密度小、比强度高、烧结温度低等优点。焊接冶金反应中可促使生成硫化钙复合物，避免或降低硫化锰生成，从而提高焊缝金属抗硫化物应力腐蚀开裂能力。
[0018]镁粉的主要作用是脱氧，降低焊缝氧含量，生成的氧化镁可提高熔渣碱度，降低焊缝金属酸性夹杂。但镁粉少于3％时，对熔池净化作用不明显，低温韧性差；当高于4％，将显著影响熔渣熔点，导致立焊工艺性能变差。
[0019]金属锰主要作用是渗合金，过多的Mn将降低焊缝金属抗硫化物应力腐蚀开裂的能力。
[0020]硅铁含有大量的Si，作为焊缝金属主要合金元素，可提高焊缝强度；同时还可作为脱氧剂，与熔渣中CaO\MgO等生成复合硅酸盐。当硅铁过多，将导致焊缝金属Si含量偏高，焊缝低温冲击韧性将显著下降。
[0021]钛铁含有大量的Ti，主要参与脱氧。在适宜的氧含量环境下，其可氧化生成TiO，能
作为结晶形核质点，同时可抑制B的氧化，改善焊缝低温冲击韧性。其含量低于5％时，焊缝Ti含量不足，低温冲击韧性低；大于7％时，焊缝中Ti含量过多，焊缝强度过高，低温冲击韧性也将显著下降。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合气体保护焊用药芯焊丝，包括外皮及填充在所述外皮内的药芯，其特征在于：所述外皮为钢带；以质量百分比计，所述药芯包括38
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42％的金红石，8
‑
12％的钙长石，3
‑
4％的镁粉，8
‑
10％的金属锰，15
‑
16％的硅铁，5
‑
7％的钛铁，0.1
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0.3％的硼铁，3
‑
4.5％的镍粉，3
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5％的萤石，剩余为铁粉及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的混合气体保护焊用药芯焊丝，其特征在于：所述钢带中S≤0.007％，P≤0.009％。3.如权利要求1所述的混合气体保护焊用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯占所述药芯焊丝质量的16
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17％。4.如权利要求1所述的混合气体保护焊用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯包括38％的金红石，11％的钙长石，4％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光辉，刘飞，汪涛，王玲艳，周海龙，杨宗全，
申请(专利权)人：武汉铁锚焊接材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：