[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度金屬芯型無縫藥芯焊絲

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710054660.8
• 申請日: 2007-06-13
• 公開（公告）號: CN101323057A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛鋼;牛繼承;杜義
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K35/22
• 分類號: B23K35/22;B23K35/30;B23K35/12
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所
• 代理人: 陸君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氣體保護(hù)電弧焊用高強(qiáng)度金屬芯型無縫藥芯焊絲。

背景技術(shù)

藥芯焊絲由于其焊接工藝性良好、焊接效率高而在船舶、橋梁、海洋平臺等鋼結(jié)構(gòu)的焊接建造中得到廣泛應(yīng)用。目前結(jié)構(gòu)用鋼強(qiáng)度級別日益提高，屈服強(qiáng)度大于785MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼已在鋼結(jié)構(gòu)的建造中得到應(yīng)用，這就要求采用的藥芯焊絲獲得的焊縫金屬強(qiáng)度要與母材一致，并且具有良好的沖擊韌性；同時，為了使焊接接頭具有良好的抗焊接冷裂紋能力，要求焊縫中的擴(kuò)散氫含量處于超低氫水平，而目前的藥芯焊絲所獲得的焊縫金屬強(qiáng)度普遍較低。

參考文獻(xiàn)；

1)專利申請?zhí)?00610071612.5、公開號CN1840728A公開了一種低合金鋼焊接金屬和用于提供該焊接金屬的粉芯焊絲，其實施例中給出的焊接金屬屈服強(qiáng)度介于440～680MPa之間；

2)專利號ZL99119715.1、CN1085127C公開了一種金屬芯型藥芯焊絲，該藥芯焊絲僅適用于碳素鋼和490MPa級高強(qiáng)鋼；

3)專利號ZL99100147.8、公開號CN1068270C公開了一種高韌性全位置焊接用氣體保護(hù)藥芯焊絲，實施例顯示采用該焊絲獲得的熔敷金屬屈服強(qiáng)度低于500Mpa。

經(jīng)過檢索現(xiàn)有技術(shù)中的藥芯焊絲，均難以滿足屈服強(qiáng)度大于785MPa高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接的需要，所以有必要針對于屈服強(qiáng)度大于785MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼而設(shè)計出與母材一致的藥芯焊絲。

發(fā)明內(nèi)容

針對于現(xiàn)有藥芯焊絲不能滿足屈服強(qiáng)度大于785MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的實際應(yīng)用需求，本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度金屬芯型無縫藥芯焊絲，該高強(qiáng)度金屬芯型無縫藥芯焊絲可獲得的熔敷金屬屈服強(qiáng)度大于785MPa，并且具有良好的沖擊韌性，同時擴(kuò)散氫含量處于超低氫水平即小于5ml/100g熔敷金屬，適用于焊接屈服強(qiáng)度大于785MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

本發(fā)明的目的是通過如下步驟和方法來實現(xiàn)的；

根據(jù)本發(fā)明的目的，我們提出一種高強(qiáng)度金屬芯型無縫藥芯焊絲，包含低碳鋼外皮和填充到其中的顆粒狀填充料；在鋼制外皮中除基于鋼制外皮總量98.973％～99.432％的鋼外，還含有質(zhì)量百分比為0.03％～0.04％的碳(C)、0.02％～0.03％的硅(Si)、0.4％～0.5％的錳(Mn)、0.005％～0.006％的硫(S)、0.012％～0.013％的磷(P)、0～0.45的釔；填充入其中的藥粉含有質(zhì)量百分比為1.2％～5.5％的硅鐵粉(以硅Si計算)、8％～26％的金屬錳粉、0.6％～2.5％的鈦鐵粉(以鈦Ti計算)、16％～34％的金屬鎳粉、1％～8％的金屬鉻粉、2.5％～8.5％的鉬鐵粉(以鉬Mo計算)、0.6％～4.5％的二氧化鈦(TiO₂)、0.1％～0.5％的二氧化硅(SiO₂)，0.2％～0.6％的氧化錳(MnO)、0.3％～1.8％的氟化鈉(NaF)(以鈉Na計算)、0.4％～2.7％的氧化鉀(K₂O)、0～0.8％的三氧化二鋁(AL₂O₃)，；SiO₂、Al₂O₃和MnO中的一種或多種，質(zhì)量和：其余為27.7％～57％的鐵粉。藥粉填充率為11～18％，焊絲直徑為1.2～1.8mm。

采用鋼管填粉、拉拔的方法制造無縫藥芯焊絲。采用的低碳鋼鋼管外徑為13.8mm、壁厚為2.0mm，將鋼管的直徑縮小至可獲得規(guī)定填充率的填充直徑，利用振動填充方式從鋼管的一端填入填充料后，利用軋輥群和拉絲模具群進(jìn)行拉絲加工，期間進(jìn)行中間退火(650℃×2小時)，便制成無縫藥芯焊絲。

在本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊金屬芯型藥芯焊絲中，我們的設(shè)計依據(jù)如下：

硅鐵：硅鐵是重要的脫氧劑，一定量的Si對于降低焊縫中的氧含量、提高焊縫金屬的韌性有著重要作用，但過量的Si將導(dǎo)致過渡至焊縫中的Si含量過高，從而惡化韌性，考慮到不同填充率的影響，限定藥芯中的硅鐵含量(以Si計算)為1.0～6.0％，可以采用不同規(guī)格的硅鐵，優(yōu)選Si含量為45％的硅鐵；

金屬錳：錳是重要的脫氧劑，同時也是焊縫金屬中重要的合金元素，對于焊縫金屬的強(qiáng)韌性有著重要作用，錳含量過低將導(dǎo)致脫氧不充分、焊縫金屬韌性降低，同時焊縫金屬的強(qiáng)度不足；錳含量過高將導(dǎo)致過渡至焊縫中的Mn含量過高，在提高焊縫金屬強(qiáng)度的同時惡化韌性，考慮到不同填充率的影響，限定藥芯中的金屬錳含量為7～27％