[發(fā)明專利]一種低氫高韌性自保護藥芯焊絲及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810566625.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108544137A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張占偉;國旭明;莫春立;馬琳;徐榮正;田狀
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B23K35/36
• 分類號: B23K35/36;B23K35/40;B23K35/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

一種低氫高韌性自保護藥芯焊絲及其制備方法，屬于金屬焊接材料領(lǐng)域；所述焊絲由低碳鋼鋼帶和藥芯組成，藥芯組成按照質(zhì)量百分比由：氟化物：45～55％，氧化物：10～20％，碳酸鹽：2～8％，硼酸鈉：0.2～1.0％，金屬鋁：2～6％，鋁鎂合金：10～16％，金屬錳：3～7％，金屬鎳：5～13％，金屬鈷：0～5％，金屬鋯：0.1～0.4％組成，以上組分的質(zhì)量百分比之和為100％；制備方法：先將氟化物、氧化物，碳酸鹽和硼酸鈉混合，進行燒結(jié)預處理，然后加入其它原材料，混合均勻后得到藥芯粉，將藥芯粉加入鋼帶中，通過減徑、校直、纏盤、包裝，得到成品焊絲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種低氫高韌性自保護藥芯焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)

自保護藥芯焊絲是一種焊接時無需外加保護措施，僅靠藥芯組分對焊接過程進行保護的新型焊接材料，具有設(shè)備簡單、焊接工藝好、熔敷效率高、焊縫質(zhì)量好、抗風能力強等特點，尤其適合野外作業(yè)及氣源不易到達的場合，是油氣管線、海洋平臺、高層建筑等野外施工的主要焊接材料之一。近年來油氣管道尤其是天然氣管道發(fā)展迅速，一個重要的特點是長距離、大口徑、高壓力和選用更高鋼級的管材，相同的輸氣量當采用高壓輸送時可減少管徑，應用高鋼級管材可減小壁厚和重量，減少運輸費用和焊接時間，從而降低建設(shè)成本。隨著鋼鐵冶煉技術(shù)和控軋控冷技術(shù)的提高，國產(chǎn)X70、X80管線鋼生產(chǎn)工藝已經(jīng)逐步成熟，X100、X120更高級別管線鋼的研制也取得了顯著成效。我國重點工程西氣東輸一線、二線工程分別采用了X70和X80高鋼級管線鋼，其中大量野外環(huán)焊縫的焊接采用了自保護藥芯焊絲半自動焊焊接工藝，取得了良好的經(jīng)濟效益，一線、二線工程的成功建設(shè)和安全運營具有良好的示范作用，隨后的中貴聯(lián)絡線、西氣東輸三線和中俄東線均將X80管線鋼作為首選材質(zhì)，同時也進一步推動了自保護藥芯焊絲在重大工程中的應用。

然而高鋼級管線鋼對焊縫金屬的質(zhì)量，尤其是低溫韌性提出了更高的要求，當前自保護藥芯焊絲半自動焊焊縫金屬存在低溫沖擊韌性離散性大，甚至出現(xiàn)個別沖擊值偏低的問題，因此有必要對自保護藥芯焊絲配方設(shè)計和制備工藝進行創(chuàng)新和改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種低氫高韌性自保護藥芯焊絲及其制備方法。

一種低氫高韌性自保護藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯填充在外皮中，其中外皮為低碳鋼鋼帶，藥芯組成按照質(zhì)量百分比由：氟化物：45～55％，氧化物：10～20％，碳酸鹽：2～8％，硼酸鈉：0.2～1.0％，金屬鋁：2～6％，鋁鎂合金：10～16％，金屬錳：3～7％，金屬鎳：5～13％，金屬鈷：0～5％，金屬鋯：0.1～0.4％組成，以上組分的質(zhì)量百分比之和為100％；

所述低氫高韌性自保護藥芯焊絲藥芯占焊絲總質(zhì)量的比例，即焊絲的填充率為20～22％；

所述氟化物為BaF₂和LiF的混合物，與藥芯質(zhì)量的百分比分別為BaF₂：40～50％，LiF：2～7％；

所述氧化物為Fe₂O₃或Fe₂O₃與CeO₂、BaFe₂O₄中的一種或兩種的混合物，與藥芯質(zhì)量的百分比分別為Fe₂O₃：4～10％，CeO₂：0～6％，BaFe₂O₄：0～12％；

所述碳酸鹽為BaCO₃或BaCO₃與Li₂CO₃的混合物，與藥芯質(zhì)量的百分比分別為BaCO₃：1～6％，Li₂CO₃：0～4％。

所述鋁鎂合金為鋁、鎂元素質(zhì)量比為1:1的鋁鎂合金。