一种低碱度海洋工程根焊焊条制造技术

本发明专利技术提供一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%

【技术实现步骤摘要】
一种低碱度海洋工程根焊焊条


[0001]本专利技术属于焊条材料
，尤其是涉及一种低碱度海洋工程根焊焊条。

技术介绍

[0002]海洋是潜力巨大的资源宝库，我国海域辽阔，海洋油气资源丰富，开发潜力巨大。随着工业化的快速发展，我国对海洋资源的开发需求越来越强，海洋工程作为国家发展战略重要板块不言而喻。
[0003]由于海洋石油平台结构庞大而复杂，不断经受暴风、恶浪、潮流等外部载荷的侵袭，而且处在严寒、酷暑、海水腐蚀等恶劣的海洋环境中，海工产品要适应恶劣的自然环境及较长的使用年限，不能随时进行大修，因此，对建造的质量要求极其严格。海工管道焊接通常用根焊焊条打底，其他焊材填充盖面。对海工用管道根焊焊条的要求除了满足出色的单面焊双面成型工艺之外，其焊接接头还需满足海洋环境
‑
40℃条件下低温冲击韧性KV2≥50J的要求，技术难度大。同时，海工施工环境大气湿度大，对焊接接头扩散氢的含量有严苛的要求。
[0004]焊条一般可分为碱性焊条和酸性焊条。碱性焊条熔渣碱度一般在1.5以上，其熔敷金属中扩散氢含量低，具有良好的力学性能和抗裂性能，因此在海洋工程实际应用中常使用碱性焊条。但高碱性根焊焊条焊接工艺性性能均很差，焊接电弧、熔滴过渡不稳定，渣系浸润性差，从而影响焊接操作和焊后性能。酸性焊条熔渣碱度一般在0.5以下，其焊接工艺性能好，电弧稳定，但熔敷金属中扩散氢含量相对碱性焊条较高，低温冲击韧性极低，不能适应海洋工程管道焊接需求。
[0005]两者在焊接工艺性和焊缝力学性能方面无法达到平衡，因此有必要开发一种能够适应风大潮湿的海边及海上施工环境、能够同时满足焊接工艺性能和焊缝力学性能的海工用低碱度根焊低氢型焊条。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是提供一种低碱度海洋工程根焊焊条，有效的解决现有技术中高碱性根焊焊条焊接工艺性性能均很差，焊接电弧、熔滴过渡不稳定，渣系浸润性差；酸性焊条熔敷金属中扩散氢含量相对碱性焊条较高，低温冲击韧性极低，不能适应海洋工程管道焊接需求的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案是：一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%
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62%，萤石2%
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3%，氟化物5%
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8%，金红石10%
‑
15%，钛酸锂1%
‑
2%，钛白粉1%
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2%，硅微粉10%
‑
12%，铝粉1%
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2%，低碳锰铁4%
‑
8%，45%硅铁4%
‑
8%，CMC 1%
‑
1.5%。
[0008]进一步的，所述氟化物包括氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土。
[0009]进一步的，所述氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土在所述药皮中的占比分别为氟化钡0.5
‑
1.5%、氟铝酸钾3
‑
6%以及氟化稀土 0.5
‑
1.5%。
[0010]进一步的，所述焊芯包括如下质量百分比的组分，C≤0.10%，Mn：0.40
‑
0.60%，Si≤0.030%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≤0.10%，Cr≤0.10%，Cu≤0.10%，余量为Fe。
[0011]进一步的，所述焊条的熔渣碱度为1.0
‑
1.5。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供一种如上所述的低碱度海洋工程根焊焊条在海洋工程用管道根焊的应用。
[0013]采用上述技术方案，得出的焊条具有良好的焊接工艺性，在焊接时，电弧吹力大，可满足单面焊双面成型的根焊要求，电弧稳定，电弧正面及背面成型平整，易脱渣。
[0014]采用上述技术方案，得出的焊条具有良好的抗风性能，能够适用于海边及海上严苛的施工环境，且在满足出色的单面焊双面成型的根焊焊接工艺性能的同时，抗拉强度≥550MPa，满足海洋环境
‑
40℃条件下低温冲击韧性KV2≥50J的要求。
[0015]采用上述技术方案，得出的焊条扩散氢含量低，即使在潮湿环境下也可达到4ml/100g以下。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：除非另有定义，下文中所使用的的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的的专业术语只是为了描述具体实施例和对比例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。应当特殊说明的是对于同一种有机物结构可能有多种名称，只要其结构在本专利范围内都属于本专利的保护对象。
[0017]除非另有定义，以下实施例中和对比例中的原料、试剂等都可以从市场上够买所得或根据已报导的方法制备所得。
[0018]一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，以重量百分比计，药皮包括大理石58%
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62%，萤石2%
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3%，氟化物5%
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8%，金红石10%
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15%，钛酸锂1%
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2%，钛白粉1%
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2%，硅微粉10%
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12%，铝粉1%
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2%，低碳锰铁4%
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8%，45%硅铁4%
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8%，CMC 1%
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1.5%。
[0019]药皮的配方设计是决定焊条性能的主要因素，其中药皮的重要成分作用原理如下：大理石起到造渣造气的作用。其调整熔渣的粘度形成更好的渣壳保护熔敷金属，提高焊缝冲击韧性；大理石在电弧高温下分解出气体，形成电弧吹力，在管道根焊时有助于熔渣和铁水穿透焊缝，形成单面焊双面成形；但含量过高会造成熔滴大颗粒过度，降低电弧稳定性，飞溅增大，使焊接工艺性变差。
[0020]萤石作为造渣剂，其主要成分CaF2在高温时与氢结合形成氟化氢，从而降低了焊缝中的含氢量；同时，CaF2可以改善熔渣的物化性能，改善熔渣粘度和凝固速度，但萤石过多会降低电弧稳定性。
[0021]其中，氟化物包括氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土，其在药皮中的占比分别为氟化钡0.5
‑
1.5%、氟铝酸钾3
‑
6%以及氟化稀土 0.5
‑
1.5%。
[0022]氟化钡和其它氟化物协同添加主要是调整渣的熔点以及降低扩散氢；适量氟化钡的添加改善了渣的流动性，在立焊时，渣能快速凝固，避免铁水下淌，可得到良好的焊缝成型。
[0023]氟铝酸钾代替萤石，与氢结合形成氟化氢，降低了焊缝中的含氢量，在电弧过程中
电离的钾离子能稳定电弧，较萤石具有更好的焊接电弧稳定性，但是过多加入会造成药皮熔化过快，药皮套筒短，焊接粘条。
[0024]加入氟化稀土降低细化焊缝晶粒，有利于得到细晶铁素体组织，净化焊缝金属，提高焊缝冲击韧性，同时稀土还有降低扩散氢的作用，提高了焊缝低温冲击韧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，其特征在于：以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%
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62%，萤石2%
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3%，氟化物5%
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8%，金红石10%
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15%，钛酸锂1%
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2%，钛白粉1%
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2%，硅微粉10%
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12%，铝粉1%
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2%，低碳锰铁4%
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8%，45%硅铁4%
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8%，CMC 1%
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1.5%。2.根据权利要求1所述的一种低碱度海洋工程根焊焊条，其特征在于：所述氟化物包括氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土。3. 根据权利要求2所述的一种低碱度海洋工程根焊焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱藤辉，刘文利，牛月军，
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：