[發明專利]一種石油儲罐用垂直氣電立焊金屬芯藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201210193326.1
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102689106A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 謝晉平;張莉;張赫;張孝東;符定梅;曾憲芳;趙海靜;李楊
• 申請（專利權）人: 中冶焊接科技有限公司;中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 王淳

技術領域

本發明屬于材料加工工程中的焊接領域，更具體地，涉及一種利用碳鋼鋼帶包裹多種合金粉末和少量礦物粉末制造的熔敷金屬為12MnNiVR和B610E以及國外相應鋼種的藥芯焊絲，其主要應用于儲罐側板，也可用于立焊船舶的外殼及各種內部構件、橋梁的箱式梁腹板、冶金高爐等中厚板的對接焊縫。

背景技術

為了保證我國能源安全，國家從2003年上半年開始建立國家石油戰略儲備，并計劃到2015年實現石油儲備90天的遠期目標。實現該目標的前提條件是建設用于儲油的10～15萬m³（或容積更大）的大型原油儲罐。石油儲罐中的介質屬于易燃危險品。因此，建造儲罐所需鋼材和焊材需經過國家指定的權威質檢部門認證后，方可使用。

垂直氣電立焊的特點是中厚板焊接一次成型，焊接線能量很大，焊縫金屬韌性難以達標，對于母材而言，垂直氣電立焊焊接時熔合線附近區域的最高溫度超過1400℃，該區域晶粒變得非常粗大，粗晶區加寬，HAZ低溫沖擊韌性降低，強度降低。

目前，我國大規模建造的儲罐為容積10萬m³，其壁板主要采用610MPa的大線能量焊接高強度鋼板。610MPa高強度大線能量鋼的配套焊材是垂直氣電立焊專用藥芯焊絲，目前完全依賴進口，主要是日本新日鐵的EG-60和神鋼的DWS-60G。曾有國內權威單位較長時間研究過，但是結果不能滿足要求，與國外產品差距較大，終于放棄。

針對上述情況，開發一種610MPa高強度大線能量鋼配套焊材垂直氣電立焊專用藥芯焊絲ZY-EG60。用碳鋼鋼帶包裹合金粉末和礦物粉末，使熔敷金屬達到610MPa高強度大線能量鋼的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石油儲罐用垂直氣電立焊金屬芯藥芯焊絲，可用于焊接610MPa高強度大線能量鋼，焊接質量好，焊縫一次成型，效率高。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種石油儲罐用垂直氣電立焊金屬芯藥芯焊絲，由藥粉和外用不銹鋼帶組成，所述藥芯占焊絲總重量的24～28%，其中藥芯各組分占藥芯的重量百分比為：電解錳5～10%、硅鐵1～6.75%、鉬粉0.5～3%、鈦鐵2～8%、鎳粉2～8%、氟化鈉2～5%、氟化鋰0.5～2%、氟硅酸鈉1～5%、硼鐵0.1～0.5%、鎂粉1～5%、鐵粉65～80%。

如上所述的藥芯焊絲，優選地，所述外用不銹鋼帶為H08A碳鋼鋼帶。

如上所述的藥芯焊絲，優選地，所述藥芯焊絲與國產610MPa級石油儲罐高強度大線能量用鋼12MnNiVR和B610E以及國外相應鋼種在化學成分、力學性能上達到良好匹配。

如上所述的藥芯焊絲，優選地，所述藥芯焊絲的直徑在1.5mm～1.6mm之間。

如上所述的藥芯焊絲，優選地，所述藥芯焊絲適用于線能量不大于180KJ/cm的焊接。

如上所述的垂直氣電立焊藥芯焊絲，該焊絲采用NaF+MgO為主的渣系，渣量在2%范圍內。焊絲采用部分粉料預處理（去除結晶水）、盡量少加入含結晶水的物質、加入稀土等方法來降低擴散氫含量，其焊縫技術擴散氫含量低于4mL/100g。所述焊絲的焊縫金屬脆性轉變溫度遠遠低于零下40度，焊絲焊接工藝性能優良，能適應不規則坡口尺寸鋼板的焊接。

所述藥芯焊絲的制備方法采用以下步驟：

1、將鋼帶軋制成U形，向U形槽中加入占本發明焊絲總重24～28%的本發明的藥粉；

2、將U形槽合口，使藥粉包裹其中，通過拉絲模逐道拉拔、減徑，最后使其達到1.6mm左右，得到最終的產品。

本發明的有益效果為：

本發明的藥芯焊絲焊縫成形美觀，焊接工藝性能優良，焊接中厚板一次成形，生產效率高。此焊絲主要應用于儲罐側板，也可用于立焊船舶的外殼及各種內部構件、橋梁的箱式梁腹板、冶金高爐等中厚板的對接焊縫的焊接。

具體實施方式

本發明提供了一種石油儲罐用垂直氣電立焊金屬芯藥芯焊絲，其中，該焊絲藥芯中的主要成分的作用如下：

Fe粉：向焊縫過渡金屬，改善導電率。

硅鐵：可調整熔渣的熔點、粘度、表面張力和流動性，硅的固熔強化作用很強，因而可以有效的提高焊縫的強度，但含量超過一定范圍會使韌性下降。在冶金方面，硅是良好的脫氧劑并可防止CO氣孔，因此，焊縫中應含有一定量的硅，但應注意到脫氧產物容易形成硅酸鹽，產生夾渣，低熔點的硅酸鹽可能導致結晶裂紋，此外硅酸鹽還會增加熔渣和熔化金屬的粘度，引起較嚴重的飛濺，影響焊接質量。