[發明專利]一種涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201810429582.3
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108526752B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李海新;杜永鵬;楊振林;張琳琳;韓焱飛;殷子強;張婧;袁新
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲，包括金屬外皮和藥芯，藥芯的組分及質量百分比為：金紅石35?55％，氧化鐵10?20％，氧化鋁5?12％，碳酸鈣5?10％，氟化物3?8％，鈦粉2?5％，鎳粉4?8％，鉬粉1?2％，鐵粉15?25％。本發明所公開的藥芯焊絲可以用于涉水環境下的焊接，焊接時易起弧，電弧燃燒穩定，具有極佳的焊接工藝性能，所得焊縫成形美觀，焊后熔敷金屬抗拉強度大于540MPa，對接接頭4倍板厚冷彎角度180°時無裂紋出現，具有良好的沖擊韌性，滿足中低碳鋼及低合金高強鋼在涉水環境下的焊接。

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲。

背景技術

自動化焊接由于具有生產效率高、焊接質量好、勞動強度低等優點，在工程機械和石油化工等行業得到廣泛應用。隨著我國自動化焊接水平的提高，一些特殊環境下的自動化焊接需求也越來越多，比如焊件表面潮濕、帶水，或在下雨環境下的焊接，將其統稱為涉水環境下的焊接。在這種環境下焊接時，通常需要對工件進行烘干，待到工件表面沒有水分的情況下再進行施焊，但其復雜的焊前處理，大大降低了涉水環境下的焊接效率。此外，還有較多特殊環境下不能對工件進行焊前烘干處理，比如船體、船閘吃水線附近應急維修焊接，海上平臺水平面附近鋼結構焊接等。在這些情況下焊接困難很大，且焊接質量難以保證，存在服役安全隱患。

自動化焊接所用焊接材料為焊絲，包括實芯焊絲和藥芯焊絲，其中藥芯焊絲兼具氣體保護實芯焊絲、埋弧焊絲的高效率、自動化和品種多、適應面廣、焊接工藝性能好等多方面的優點，應用廣泛。但是目前市售的陸上焊接用藥芯焊絲和研制較多的水下濕法焊接用藥芯焊絲均不適用于涉水環境下的直接焊接。主要原因為：(1)當采用陸上藥芯焊絲進行涉水環境下焊接時，工件表面的水受熱分解，導致溶解到焊縫熔池中的氫濃度高，焊接接頭中極易生成氫氣孔和氫致冷裂紋，影響接頭性能；(2)水下自動化焊接時為了對焊接區域的電弧形成保護，同時保證電弧在水壓的作用下穩定燃燒，水下濕法焊接用藥芯焊絲中加入了較多的造氣元素和穩弧元素。當采用水下濕法焊接用藥芯焊絲進行涉水環境下焊接時，煙塵及氣體產生較多，焊縫中易產生大量的氣孔，影響接頭性能。因此，研制涉水環境下焊接專用自保護藥芯焊絲，可以在不烘干和不外加保護氣體的情況下直接帶水焊接，這對降低涉水環境下的焊接施工難度，提高涉水環境下的焊接效率和焊接質量具有重要意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲，以達到燃弧穩定、焊接工藝性良好、工作效率高，適用于涉水環境下焊接使用的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲，包括金屬外皮和藥芯，金屬外皮由低碳鋼鋼帶卷成，藥芯的組分及質量百分比為：金紅石35-55％，氧化鐵10-20％，氧化鋁5-12％，碳酸鈣5-10％，氟化物3-8％，鈦粉2-5％，鎳粉4-8％，鉬粉1-2％，鐵粉15-25％。

上述方案中，所述金屬外皮由低碳鋼鋼帶卷成。

上述方案中，氟化物為CaF₂、LiF、和NaF三者的組合，質量百分比為CaF₂ 50-70％，LiF 15-30％，NaF 15-30％。

上述方案中，藥芯的填充率為22-32％。

通過上述技術方案，本發明提供的涉水環境下焊接用自保護藥芯焊絲考慮到涉水環境下的焊接特點，為了保證涉水環境下獲得性能優良的焊接接頭，本發明對內部藥芯配方進行設計，通過在藥芯中加入穩弧劑來保證涉水環境下焊接時電弧的穩定燃燒；通過加入造氣成分，焊接時產生氣體對電弧、熔滴及熔池金屬起到保護作用；通過加入除氫劑，降低焊縫中的擴散氫含量，防止氫致裂紋生成；加入合金元素，改善焊縫組織，提高焊縫金屬的力學性能。

上述藥粉的化學成分中，各組分的作用機制如下：