[發明專利]一種海洋工程用460MPa級藥芯焊絲及其應用

在審

• 申請號: 201510728502.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105269174A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 田海成;劉玉雙;張少健;楊宗全;蔡俊;韓海峰;王文元;張偉;李振
• 申請（專利權）人: 武漢鐵錨焊接材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368;B23K9/173
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾;程殿軍

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種海洋工程用460MPa級藥芯焊絲及其應用。

背景技術

海洋工程裝備鋼結構工作環境比較惡劣，要經受海水腐蝕，海浪沖刷等自然力破壞，因此對海洋工程結構的焊縫部分要求更高，對焊接材料提出了很高的要求。

目前,國內海洋工程平臺裝備建造大量使用355MPa～690MPa級別用鋼材和配套焊接材料，相對于強度級別較低的355MPa～420MPa鋼材及焊接材料，國內與國外的技術水平差距較小，基本可實現自主保障。

然而，強度級別在460MPa～690MPa的鋼材及焊接材料由于技術要求較高，國內還無法生產出性能穩定的產品，主要體現在強韌性匹配、耐腐蝕以及制造質量穩定性等幾個方面，因此，對于高強度鋼焊接材料仍然大量依賴進口。這也造成國外同類焊接材料的售價更高(至少高出國內價格2～3倍)，而且在供貨保障上無法滿足要求，造成整體裝備建造工期的延誤。多年的發展經驗也表明：在關鍵材料上受制于人，必將影響整個行業的發展。

因此，針對目前海洋工程建設中，國內高強鋼焊接材料系統配套能力差、綜合性能與國外產品差距大的現狀，迫切需要開發一種海洋工程裝備用460MPa級焊接材料，實現海洋工程裝備建造配套焊接材料國產化。

發明內容

針對現有海洋工程建設中，國內高強鋼焊接材料系統配套能力差、綜合性能不穩定的問題，本發明提供了一種海洋工程用460MPa級藥芯焊絲，其焊縫金屬力學性能穩定、抗裂性好，擴散氫含量低。

本發明的技術方案是提供了一種海洋工程用460MPa級藥芯焊絲，包括碳鋼外皮和藥芯，所述碳鋼外皮占藥芯焊絲總質量84～87％，藥芯占藥芯焊絲總質量13～16％，所述藥芯的成分及含量占藥芯總質量百分比如下：金紅石：30～42％，氟化鈉：1～2％，長石：3～6％，鈦鐵：3～5％，硅鐵：1～3％，稀土：0.5～1％，鎂粉：3～5％，電解錳：5～10％，鋁粉：1～2％，鎳粉：7～9％，硼鐵：4～7％，石墨：0.2～0.5％，硅錳合金：3～6％，鋯英砂：0.5～1％，余量為Fe及不可避免的雜質。

作為一種優選的實施方式，所述藥芯組成為藥芯占藥芯焊絲總質量的13％，藥芯的成分及含量占藥芯總質量百分比如下：金紅石：42％，氟化鈉：2％，長石：6％，鈦鐵：5％，硅鐵：3％，稀土：1％，鎂粉：5％，電解錳：10％，鋁粉：2％，鎳粉：9％，硼鐵：7％，石墨：0.5％，硅錳合金：6％，鋯英砂：1％，余量為Fe及不可避免的雜質。

進一步地，上述碳鋼外皮采用低S、P的碳鋼鋼帶，該碳鋼鋼帶的化學組分為C：0.048％，Si：0.21％，Mn：0.30％，S：0.006％，P：0.007％，余量為鐵。

進一步地，上述藥芯的化學成分中Ti與B的質量比為10:1。

進一步地，上述硼鐵中硼的質量分數為0.9～1.8％。

進一步地，上述硅鐵采用75^#硅鐵，其中硅的質量分數為70～77％。

進一步地，上述硅錳合金采用63-22硅錳合金，其中硅的質量分數為19～23％。

進一步地，上述鈦鐵中鈦的質量分數為30～35％。

本發明海洋工程用460MPa級藥芯焊絲采用對接O型或搭接O型的封口方式。

本發明提供的這種藥芯焊絲用于海洋工程裝備460Mpa級鋼結構的配套焊接。

本發明中，各組分的設計原則如下：

金紅石的主要成分TiO₂，TiO₂是形成焊接熔渣的主要成分。TiO₂的加入可以穩定電弧，減少焊接飛濺，改善熔渣覆蓋性和脫渣性；另外，TiO₂可以改善熔渣流動性，使全位置焊接操作變得方便易掌握；當藥芯中TiO₂含量低于30％時，上述特征不明顯；當藥芯中TiO₂含量高于42％時，不僅破壞了熔渣的覆蓋性，而且對力學性能產生不良影響；因此，TiO₂占所述藥芯粉料總重量的百分比為30～42％。