[發明專利]一種低合金鋼水下濕法焊接用焊條

有效

• 申請號: 201811371969.4
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109434323B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 楊振林;李海新;薛良昌;袁新;殷子強;杜永鵬;張婧;韓焱飛
• 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: B23K35/365
• 分類號: B23K35/365
• 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

本發明公開了一種低合金鋼水下濕法焊接用焊條，焊芯采用選用H08A鋼絲；藥皮粉體由以下重量百分比的組分構成：金紅石40～52％，大理石6～14％，云母8～14％，赤鐵礦7～15％，螢石2～8％，硅鈣錳復合脫氧劑3～8％，錳鐵4～14％，釩鐵0.1～4％；采用鉀鈉水玻璃作為粘結劑，其添加量為藥皮粉體重量的22～28％；焊條經壓涂成型、室內晾曬及烘箱烘干后，浸漬涂覆石蠟作為防水層。本發明公開的焊條焊接過程中電弧穩定，焊縫成型美觀，脫渣容易，焊縫金屬中無夾渣。該焊條水下濕法焊接熔敷金屬在?40℃沖擊韌性ak≥40J/cm²，且焊接接頭在室溫下經180°彎曲不開裂，顯示出高韌性的顯著優點，可用于機械性能要求較高場合的低合金鋼結構的水下濕法焊接。

技術領域

本發明涉及焊接材料技術領域，特別涉及一種低合金鋼水下濕法焊接用焊條。

背景技術

水下焊接技術是海洋工程結構物建設和維護中不可缺少的一項關鍵性支撐技術；以海洋采油平臺建設為代表的海洋工程對高質量的水下焊接技術提出了迫切的技術需求。與水下干法焊接及局部干法焊接技術相比，水下濕法焊接技術具有設備簡單、操作靈活和適應性強的特點，在實際工程應用中具有顯著的優勢。然而在水下濕法焊接過程中，焊接電弧燃燒和熔池凝固過程都是在水中進行，存在焊接電弧穩定性差、焊縫熔敷金屬擴散氫含量高、焊縫易生成淬硬組織等不利因素，使得水下濕法焊接接頭的組織和機械性能較差，極大地危害海洋結構物的服役安全。如何通過設計水下焊接材料組分來獲取高性能的焊接接頭，成為了水下濕法焊接技術的研究熱點和難點。

目前，國內外商品化的水下濕法焊接用焊條材料品種很少，國外產品為英國產Hydroweld FS水下焊條和美國產Broco水下焊條，國內產品為TS202和TS208水下焊條。與提高焊接接頭強度相比，改善焊縫金屬的韌性對于水下濕法焊接更為重要，其技術難度也更大。從文獻報道和專利檢索情況來看，國內尚無針對低合金鋼水下濕法焊接用高韌性焊條產品。僅有涉水環境下焊接用的焊條和藥皮，“涉水環境下焊接”指工件潮濕或處于下雨環境等表面帶水焊接工況，而“濕法水下焊接”指工件完全處入水面以下、焊接電弧在水下燃燒的焊接工況，焊接冶金環境和焊縫冷卻速度與前者截然不同。濕法水下焊接具有熔池氫含量高、焊縫冷卻速度快的顯著特點，因此要嚴格控制焊條藥皮中的造氣劑和合金劑成分和含量，才能在保證濕法水下焊接電弧燃燒穩定的基礎上，抑制焊縫中氣孔和淬硬組織的生成。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種低合金鋼水下濕法焊接用焊條，以達到具有良好的焊接工藝性，電弧穩定、飛濺小、焊縫成型美觀，在保障焊接接頭抗拉強度的同時，焊縫金屬具有較高的韌性，焊縫金屬在-40℃環境下沖擊韌性不低于40J/cm²，能滿足海洋鋼結構的水下焊接需求的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種低合金鋼水下濕法焊接用焊條，焊芯采用選用H08A鋼絲；藥皮粉體由以下重量百分比的組分構成：金紅石40～52％，大理石6～14％，云母8～14％，赤鐵礦7～15％，螢石2～8％，硅鈣錳復合脫氧劑3～8％，錳鐵4～14％，釩鐵0.1～4％；采用鉀鈉水玻璃作為粘結劑，其添加量為藥皮粉體重量的22～28％；焊條經壓涂成型、室內晾曬及烘箱烘干后，浸漬涂覆石蠟作為防水層。

上述方案中，所述金紅石粉體滿足以下條件：TiO₂≥93％，S≤0.02％，P≤0.02％，粉體顆粒度100％過80目。添加金紅石主要用作穩弧劑和造渣劑。經過試驗證明，其添加量在40～52％為宜，此時焊條焊接電弧穩定，且焊后脫渣性好。金紅石粉體添加量過少時，熔渣松散，對焊縫保護欠佳；金紅石粉體添加量過多時，熔池金屬鋪展不好，焊縫成型差，且造成焊縫機械性能惡化。