【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料，具体涉及一种lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝。
技术介绍
1、随着lng(液化天然气)产业的迅猛发展，对lng储运低温材料的需求日益增加。为了兼顾服役性能和制造成本，mn元素含量为22.5％～25.5％的高锰低温钢得到关注，该钢种采用mn元素替代ni元素，并添加适量的c、cr、cu、n等元素，在控制成本的同时获得良好的组织稳定性和低温强韧性，具有广阔的应用前景。
2、药芯焊丝气保焊近年来在lng项目中得到了迅猛发展，尤其是采用细丝(0.8～1.4mm)焊接时，可以有效减小或避免飞溅、成形差、电弧偏硬等问题，具有熔敷效率高、焊接飞溅小、焊接接头质量优良、焊缝成形美观、综合成本低、适合于全位置自动焊等优点，同时成分可调性强，药芯成分可以根据不同的性能要求很方便的进行设计和配比，成分更加灵活。
3、高锰低温钢因焊缝金属合金成分含量很高(35％以上)，为保证合金过渡满足需求，当前公开专利技术一般都是通过钢带与金属粉共同合金过渡，钢带中有一定量的合金元素会严重影响焊丝拉拔减径，无法拉拔成小规格焊丝。药粉填充率一般为25～35％，全部为金属粉过渡合金，没有预留空间加入造渣剂，会严重影响焊丝焊接工艺性能。目前，市场未见到适用于lng储罐高锰低温钢的小规格超高填充率药芯焊丝，这将是lng储罐高锰低温钢焊接实际应用的瓶颈之一。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，通过对钢
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，包括钢带外皮和药芯，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.02～0.04％，si：0.005～0.01％，mn：0.25～0.45％，s≤0.005％，p≤0.005％，ti：0.05～0.1％，b：0.005～0.01％，ce：0.03～0.08％，余量为fe和不可避免的杂质。
3、进一步地，所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石6～10％，锆英砂4～8％，氧化铝1～3％，长石1～3％，氟化纳1.5～4％，电解锰55～60％，钼粉1～2％，镍粉3～6％，碳化铬10～14％，硅铁1～4％，余量为铁粉。
4、进一步地，所述钢带外皮的厚度×宽度为0.40×14mm～0.50×14mm，所述药芯焊丝的直径为0.8mm～1.4mm。
5、进一步地，所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的35％-45％。
6、进一步地，所述金红石为98°金红石，其中tio2的质量百分比为≥98％，s≤0.01％，p≤0.01％；所述碳化铬中的c的质量百分比为12～14％，cr的质量百分比为82～86％；所述硅铁中si的质量百分比为44～49％，所述氧化铝为在1200℃～1400℃煅烧成型的α-氧化铝。
7、进一步地，所述药芯组分的颗粒粒径为120～180μm。
8、优选地，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.02％，si：0.01％，mn：0.45％，s：0.005％，p：0.0038％，ti：0.08％，b：0.005％，ce：0.065％，余量为fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.40×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石8％，锆英砂4％，氧化铝2％，长石3％，氟化纳4％，电解锰55％，钼粉1.5％，镍粉6％，碳化铬13％，硅铁2％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的45％。
9、优选地，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.04％，si：0.007％，mn：0.35％，s：0.0043％，p：0.005％，ti：0.05％，b：0.0082％，ce：0.08％，余量为fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.50×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石10％，锆英砂8％，氧化铝1％，长石1％，氟化纳3％，电解锰60％，钼粉1％，镍粉3％，碳化铬10％，硅铁1％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的35％。
10、优选地，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.03％，si：0.005％，mn：0.25％，s：0.0041％，p：0.0044％，ti：0.1％，b：0.01％，ce：0.03％，余量为fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.45×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石6％，锆英砂5％，氧化铝3％，长石2％，氟化纳1.5％，电解锰58％，钼粉2％，镍粉4％，碳化铬14％，硅铁4％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的40％。
11、进一步地，所述药芯焊丝的焊接条件为：保护气体为[80％ar+20％co2]混合气，焊接电流为160～220a，焊接电压为24～30v，层道间温度≤100℃。
12、本专利技术的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝的设计原理如下：
13、本专利技术的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝的直径为0.8mm～1.4mm，钢带外皮有较低的c、si、s、p含量，添加适量的mn，通过控制c、si、mn比例，提高钢带外皮的均匀延伸率，降低屈服强度，同时添加微量的ti、b、ce，促进tib8ce相生成，形成了纳米级别tib2和ceb6陶瓷相颗粒，一是改变了铁素体的形貌，使其由针状变成等轴块状，尺寸也变得细小；二是使得晶核与杂质的接触面积减小，降低夹杂物等级，保证材料组织均匀性。通过本专利技术的钢带外皮均匀延伸率≥55％，可以实现在超高填充率下拉拔成小规格药芯焊丝的目标。
14、本专利技术的药芯组分主要起合金过渡和脱氧造渣作用，由上述钢带设计原理可知，本专利技术药芯填充率可达到35～45％，在充分满足合金过渡需求的同时有极大富裕空间可以加入造渣剂及其它改善焊接工艺性能的物质，综合力学性能和焊接工艺性能优良。
15、本专利技术的药芯成分的颗粒粒径控制在120～180μm，可提高粉料流动性，有利于药芯焊丝生产下粉料填充；因为粒径对粉料流动性有很大影响，当粒径减小时，粉料比表面积增大导致摩擦力增大，粉料的附着性和聚集性增大，流动性变差；当粒径变大时，生产拉拔过程中容易断丝，焊接时飞溅大。
16、金红石的主要成分是tio2，作为造渣剂和稳弧剂使用，tio2的加入可以提高电弧的稳定性，优化润湿条件，改善熔渣流动性和覆盖性，改善焊缝的表面质量，可确保具有良好的全位置焊接工艺适用性。本专利技术中加入的98°金红石品级高，tio2含量高，其它杂质氧化物和s、p含量少，有利于提升焊缝质量；当其加入量大于10％时，熔渣变厚，透气性变差，焊缝容易出现压痕甚至是气孔；加入量少于6％时，焊接工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，包括钢带外皮和药芯，其特征在于，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：C：0.02～0.04％，Si：0.005～0.01％，Mn：0.25～0.45％，S≤0.005％，P≤0.005％，Ti：0.05～0.1％，B：0.005～0.01％，Ce：0.03～0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石6～10％，锆英砂4～8％，氧化铝1～3％，长石1～3％，氟化纳1.5～4％，电解锰55～60％，钼粉1～2％，镍粉3～6％，碳化铬10～14％，硅铁1～4％，余量为铁粉。
3.如权利要求2所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮的厚度×宽度为0.40×14mm～0.50×14mm，所述药芯焊丝的直径为0.8mm～1.4mm。
4.如权利要求3所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的35
5.如权利要求2所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述金红石为98°金红石，其中TiO2的质量百分比为≥98％，S≤0.01％，P≤0.01％；所述碳化铬中的C的质量百分比为12～14％，Cr的质量百分比为82～86％；所述硅铁中Si的质量百分比为44～49％，所述氧化铝为在1200℃～1400℃煅烧成型的α-氧化铝。
6.如权利要求2所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述药芯组分的颗粒粒径为120～180μm。
7.如权利要求4所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：C：0.02％，Si：0.01％，Mn：0.45％，S：0.005％，P：0.0038％，Ti：0.08％，B：0.005％，Ce：0.065％，余量为Fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.40×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石8％，锆英砂4％，氧化铝2％，长石3％，氟化纳4％，电解锰55％，钼粉1.5％，镍粉6％，碳化铬13％，硅铁2％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的45％。
8.如权利要求4所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：C：0.04％，Si：0.007％，Mn：0.35％，S：0.0043％，P：0.005％，Ti：0.05％，B：0.0082％，Ce：0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.50×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石10％，锆英砂8％，氧化铝1％，长石1％，氟化纳3％，电解锰60％，钼粉1％，镍粉3％，碳化铬10％，硅铁1％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的35％。
9.如权利要求4所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：C：0.03％，Si：0.005％，Mn：0.25％，S：0.0041％，P：0.0044％，Ti：0.1％，B：0.01％，Ce：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质；钢带外皮的厚度×宽度为0.45×14mm；所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石6％，锆英砂5％，氧化铝3％，长石2％，氟化纳1.5％，电解锰58％，钼粉2％，镍粉4％，碳化铬14％，硅铁4％，余量为铁粉；所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的40％。
10.如权利要求1所述的LNG储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝的焊接条件为：保护气体为[80％Ar+20％CO2]混合气，焊接电流为160～220A，焊接电压为24～30V，层道间温度≤100℃。
...【技术特征摘要】
1.一种lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，包括钢带外皮和药芯，其特征在于，所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.02～0.04％，si：0.005～0.01％，mn：0.25～0.45％，s≤0.005％，p≤0.005％，ti：0.05～0.1％，b：0.005～0.01％，ce：0.03～0.08％，余量为fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的组分及各组分占所述药芯的质量百分含量如下：金红石6～10％，锆英砂4～8％，氧化铝1～3％，长石1～3％，氟化纳1.5～4％，电解锰55～60％，钼粉1～2％，镍粉3～6％，碳化铬10～14％，硅铁1～4％，余量为铁粉。
3.如权利要求2所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮的厚度×宽度为0.40×14mm～0.50×14mm，所述药芯焊丝的直径为0.8mm～1.4mm。
4.如权利要求3所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述药芯的质量占所述药芯焊丝总质量的35％-45％。
5.如权利要求2所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述金红石为98°金红石，其中tio2的质量百分比为≥98％，s≤0.01％，p≤0.01％；所述碳化铬中的c的质量百分比为12～14％，cr的质量百分比为82～86％；所述硅铁中si的质量百分比为44～49％，所述氧化铝为在1200℃～1400℃煅烧成型的α-氧化铝。
6.如权利要求2所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述药芯组分的颗粒粒径为120～180μm。
7.如权利要求4所述的lng储罐高锰低温钢用小规格药芯焊丝，其特征在于：所述钢带外皮包括按质量百分含量计的如下化学成分：c：0.02％，si：0.01％，mn：0.45％，s：0.005％，p：0.0038％，ti：0.08...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈成，汪昌红，汪涛，何涛，包润新，余超，张翔，李雯洁，张佑富，
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：
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