[發明專利]一種適用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201811602479.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109530964B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 汪晶潔;王紅鴻;李東暉;羅強;李松;陳亞魁;吳君明;田浩;王曉斌
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司;武漢科技大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

本發明公開了一種用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲，該高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲由鋼帶和金屬粉藥芯組成，其鋼帶的化學組分是：C為0.20~0.23wt%，Si為0.03~0.05wt%，Mn為6~8wt%，P≤0.002wt%，S≤0.001wt%，余量為Fe和不可避免的雜質；其金屬粉芯的化學組分是：電解錳為18~20wt%，錳硅合金為3~4wt%，鎳粉為8~10wt%，低碳鉻鐵為6~8wt%，鎢粉為4~6wt%，鉀長石為2.0~3.0%wt%，余量為鐵粉，組分總含量為100%，本發明能滿足對所焊接的LNG貯罐的強度和超低溫韌性的技術要求。

技術領域

本發明涉及一種適用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲。

背景技術

隨著我國實施海洋戰略和新能源戰略，開發和應用液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG），液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）貯存和運輸容器用鋼的需求量將會越來越大。目前用于LNG貯罐的低溫鋼的工作溫度為-196℃，商業用為9Ni鋼，鋼板價格昂貴。為節省Ni資源、降低鋼鐵材料的成本以及能源貯存和運輸成本，采用低廉的其它元素來制備超低溫用鋼已成為趨勢。因錳元素具有與鎳元素相同的冶金物理性能，且價格低廉，超低溫高錳鋼已成為替代9Ni鋼的首選材料，具有較大的市場前景。

超低溫高錳鋼在制造LNG等貯存運輸容器時，焊接工藝仍是主要的連接方法，其中，埋弧焊方法是常用的焊接方法，需要相配套的焊絲。埋弧焊分為兩種：實芯焊絲和金屬粉芯藥芯焊絲，金屬粉芯藥芯焊絲具有比實芯焊絲更高的焊接效率。目前，市場未見到適用于超低溫高錳鋼的埋弧焊用金屬粉芯藥芯焊絲，這將是實現高效率焊接超低溫高錳鋼的瓶頸之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提供一種適用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲，該高效埋弧焊實芯焊絲形成的焊縫金屬低溫韌性優良，強度與超低溫高錳鋼相匹配，能滿足對所焊接的LNG貯罐的強度和超低溫韌性的技術要求。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：一種用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲，該高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲由鋼帶和金屬粉芯組成，其鋼帶的化學組分是：C為0.20~0.23wt%，Si為0.03~0.05wt%，Mn為6~8wt%，P≤0.002wt%，S≤0.001wt%，余量為Fe和不可避免的雜質；

其金屬粉芯的化學組分是：電解錳為18~20wt%，錳硅合金為3~4wt%，鎳粉為8~10wt%，低碳鉻鐵為6~8wt%，鎢粉為4~6wt%，鉀長石為2.0~3.0%wt%，余量為鐵粉，組分總含量為100%。

本發明還提供一種用于超低溫高錳鋼的高效埋弧焊金屬粉芯藥芯焊絲制備方法，具體包括以下步驟：

S1：按照上述金屬粉藥芯各組分按其百分比量進行混合；

S2：將鋼帶滾卷成U型斷面，把S1混合的金屬粉藥芯填充入U型金屬槽中，鋼帶再次滾卷以對接0型封口方式進行密封，填充原料緊緊的滾壓在管型焊絲內；

S3：卷成管型的焊絲再經過拉拔形成金屬粉芯藥芯焊絲。

本發明金屬粉芯藥芯焊絲均通過全自動埋弧焊焊接方法用于超低溫高錳鋼焊接，全自動埋弧焊焊接時采用匹配焊劑型號為INCOFLUX9，其焊接工藝參數如下：焊前不預熱，層間溫度≤150℃，焊接電流為440~450A，電弧電壓為28~30V，焊接速度為35~36cm/min，焊接熱輸入為20~22kJ/cm；

本發明焊接的超低溫鋼的力學性能是：抗拉強度為≥400MPa，屈服強度為≥560MPa，延伸率A=40%；-20196℃時沖擊功Akv≥54J。

本發明進一步限定方案：