【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接材料，尤其涉及一种原油油舱用药芯焊丝及其制备方法和焊接方法。
技术介绍
1、目前对于原油的运输主要依赖轮船运输，对于原油油舱耐腐蚀钢的焊接材料提出更高的要求。
2、原油在油舱内挥发现的h2s气体会在甲板内表面富集，h2s在油舱内会发生归中反应，生成的沉淀s附着在金属表面，对油舱内表面产生严重的腐蚀；另外大量的h2s会使油舱内的冷凝水呈现酸性，会加剧油舱内表面的腐蚀。油舱主要由焊接工艺完成，焊接接头各区化学成分及组织的差异、应力应变及应力集中的存在等会导致更为严重的腐蚀，其中尤为严重的是发生在焊缝与母材交界处的腐蚀沟。焊接热影响区是焊接热输入最敏感的区域，对于厚板焊接采用大线能量焊接时容易造成热影响区粗晶的形成，严重降低焊缝金属的强韧性与耐腐蚀性能，传统的焊接材料与焊接方法无法达到强韧性与耐蚀性的统一。
3、因此，需要开发能强韧性高且耐腐蚀性能强的原油油舱钢板用焊接材料。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种原油油舱用药芯焊丝及其制备方法和焊接方法，通过各组分配比的调控，得到了成本低、电弧稳定、飞溅小、焊缝金属均匀的药芯焊丝，且焊缝金属具有良好强度、韧性和长期耐腐蚀性能。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种原油油舱用药芯焊丝，所述药芯焊丝包括封闭钢带以及被包裹在钢带内部的合金粉末，所述合金粉末按质量分数包括：
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6、本专利技术提供的原油油舱用药芯焊丝通过各组分相互协同作用，使焊缝金属具有良好强度、韧性和耐腐蚀等性能。具体地，高碳锰铁粉的添加在焊接冷却进程中，锰元素可以抑制先共析铁素体的产生，增加针状铁素体的数量，提高焊缝的强度与低温韧性。
7、而在焊缝金属凝固过程中，b可以和铝、钛、猛和钒等形成析出物m23b、m3b，m表示铝、钛、锰或钒中的任意一种或至少两种的组合，起到析出强化的作用，此外，多余的b向奥氏体晶界偏聚，降低了晶界的能量，进而抑制先共析铁素体的形成；由于fe23c和fe23b先于铁素体的形成，可以对铁素体的晶界起到“钉扎”作用，抑制铁素体晶粒的粗化。
8、钢粉和镍粉是提高耐蚀性能的主要合金元素，可以提高焊缝表面锈层的致密性，增加其黏性，硅铁粉在焊接过程中si元素可以提高焊接熔池的流动性，进而提高焊缝的综合力学性能；微碳铬铁粉，铬元素能够与碳形成硬度较高的m3c7、m3c、m23(c,b)、m3(c，b)，m代表fe和/或cr，可以提高基体的硬度和耐磨性，油舱内底部油膜层包含油泥和原油，在运输过程中油泥对油舱表面不断冲刷，高耐磨性的焊接表面对油膜层起到了良好的保护作用，避免了点蚀现象的产生。镁铝粉的主要元素是铝，掺入少量的镁可以提高焊缝金属的强度和硬度，镁铝组分有助于除去熔池中的有害杂质氧元素，镁与氧和硫有很强的亲和力，是良好的脱氧和脱硫剂，铝元素可以强烈地缩小焊接过程中熔池的奥氏体相区，提高晶粒的粗化温度，起到细化焊缝晶粒的作用。
9、在焊接时，焊缝要充满溶化的金属，焊接时间较长，会产生一个宽的热效应区。在焊加入还原铁粉后，就可以防止过热和减少热效应区，可采用大电流焊接，能显著地提高焊丝的熔敷系数和提高焊接生产率，能增加焊接深度，焊接时稳弧，飞溅少、成型美观，中断后再引弧容易。
10、在焊接过程中形成的细小弥散的碳化物(cr23c6、cr7c3、tic、vc、mo2c)对焊缝金属进行析出强化和固溶强化，细小的碳化物可以对晶界起到钉扎作用，抑制晶粒长大，使焊缝金属具有良好强韧性。通过合理控制萤石粉的配比，在焊接过程中，生成氟气与二氧化碳气体，对焊缝起到良好的自保护作用，又与莹石粉、金红石粉末、长石粉配合，提高合金粉末的防潮性和流动性，电弧稳定，焊层无裂纹。
11、本专利技术中微碳铬铁粉5～8份，例如可以是5份、5.4份、5.7份、6份、6.4份、6.7份、7份、7.4份、7.7份或8份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
12、本专利技术将微碳铬铁粉的含量限定在上述范围，当微碳铬粉的含量得到合理控制时可以有效的提高焊缝金属的强度和耐氧化性腐蚀性能，当含量过低时，不能有效的控制奥氏体晶粒的大小，另外当微碳铬铁粉的含量较低时会形成铬合金渗碳体，稳定性较差；当微碳铬铁粉超过8份时，焊缝金属的强度和硬度明显上升，韧性急剧下降，需要增加热处理加工工序对其性能进行调整，增加了焊接的工序。
13、钒铁粉1～3份，例如可以是1份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
14、硼铁粉1～3份，例如可以是1份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
15、高碳锰铁粉6～9份，例如可以是6份、6.4份、6.7份、7份、7.4份、7.7份、8份、8.4份、8.7份或9份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
16、本专利技术将高碳锰铁粉的含量限定在上述范围，在焊接过程中，mn和fe可以无限固溶，高碳锰铁粉会形成m7c3碳化物，药芯焊丝钢带中元素ti和nb会促进m7c3的细化，为m7c3形成异质形核的核心，细化m7c3的初生相。当含量过低时，不能为m7c3提供足够的形核核心，导致m7c3的初生相长大、粗化，当含量过高时，促进马氏体的生成，会降低焊丝金属的塑性和焊接性能。
17、铜粉15～20份，例如可以是15份、15.6份、16.2份、16.7份、17.3份、17.8份、18.4份、18.9份、19.5份或20份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
18、镍粉22～35份，例如可以是22份、23.5份、24.9份、26.4份、27.8份、29.3份、30.7份、32.2份、33.6份或35份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
19、硅铁粉1～2份，例如可以是1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
20、钼铁粉6～8份，例如可以是6份、6.3份、6.5份、6.7份、6.9份、7.2份、7.4份、7.6份、7.8份或8份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
21、镁铝粉5～7份，例如可以是5份、5.3份、5.5份、5.7份、5.9份、6.2份、6.4份、6.6份、6.8份或7份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
22、还原铁粉10～15份，例如可以是10份、10.6份、11.2份、11.7份、12.3份、12.8份、13.4份、13本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝包括封闭钢带以及被包裹在钢带内部的合金粉末，所述合金粉末按质量分数包括：
2.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述微碳铬铁粉中碳的质量含量为0.1～0.15％；
3.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述合金粉末的晶粒度为60～160目；
4.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述氟硅酸钠与萤石粉的质量比为0.03～0.05:1。
5.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述钢带的厚度为0.3～0.5mm；
6.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中合金粉末的填充率为30～36％。
7.一种权利要求1～6任一项所述的原油油舱用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一温度为200～240℃；
9.一种原油油舱用药芯焊丝的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法采用权利
10.根据权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接的电弧电压为28～33V；
...【技术特征摘要】
1.一种原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝包括封闭钢带以及被包裹在钢带内部的合金粉末，所述合金粉末按质量分数包括：
2.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述微碳铬铁粉中碳的质量含量为0.1～0.15％；
3.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述合金粉末的晶粒度为60～160目；
4.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述氟硅酸钠与萤石粉的质量比为0.03～0.05:1。
5.根据权利要求1所述的原油油舱用药芯焊丝，其特征在于，所述钢带的厚度为0.3～...
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