[發明專利]一種埋弧焊絲及其在超低溫高錳鋼焊接中的應用

在審

• 申請號: 202211097236.2
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN116197570A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 陳成;汪昌紅;包潤新;汪濤;張翔;余超;魏艷
• 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;B23K9/18
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 吳慧珺

本發明屬于焊接材料技術領域，具體提供了一種埋弧焊絲，以質量百分比計，化學成分為C：0.35?0.55％，Si≤0.12％，Mn：27?33％，Cr：5?7％，Ni：3?5％，Mo：1.5?2.5％，Cu：0.2?0.5％，V：0.2?0.3％，S≤0.005％，P≤0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質。采用低成本的C?Mn?Cr?Ni?Mo合金體系設計，以Mn代Ni，形成的焊縫金屬中Mn含量為22?26％，與母材的錳含量相當，在?196℃及更低溫度下力學性能優異，配套焊材的Ni含量顯著降低，使用成本優勢顯著。該埋弧焊絲可用于超低溫高錳鋼焊接，搭配氟堿型燒結焊劑或氟鋁堿型燒結焊劑形成熔敷金屬和焊接接頭的抗拉強度≥700MPa，屈服強度≥450MPa，伸長率≥40％，?196℃條件下，Akv≥80J，綜合性能有益，焊絲適用性廣，適配度高，組織成分和力學性能穩定，能滿足超低溫高錳鋼的強度和超低溫韌性的技術要求。

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種埋弧焊絲及其在超低溫高錳鋼焊接中的應用。

背景技術

天然氣的液化溫度為-161.5℃，氣態體積約為同質量液態體積的600倍，因此其通常以液體的狀態進行儲存和運輸，從而更加高效。隨著液化天然氣(Liquefied?NaturalGas，LNG)能源消費占比不斷攀升，LNG儲存和運輸介質得到了全球各國的重視。在LNG安全生產、運輸和使用等過程中，儲存和運輸介質材料的性能至關重要。目前，運輸液態天然氣的LNG船和儲存液態天然氣的儲罐主要采用9Ni鋼，由于鎳元素的價格昂貴，使得9Ni鋼的冶煉和使用成本大大提高，配套的焊材價格昂貴。

超低溫高錳鋼與9Ni鋼具有相同的物理冶金特點，韌-脆轉變溫度低于-196℃，在-196℃下組織穩定，且具有高性能(抗裂性優異)、低成本的優勢，完全滿足運輸和儲存液態天然氣等的要求，有望取代9Ni鋼作為LNG儲罐用鋼極具競爭力的首選材料。

鑒于LNG儲罐制造特點，埋弧焊可用在平位置和橫位置的拼板焊方面具有較高的效率，也有較為廣泛的應用，特別是在橫位置環焊縫焊接中。而且埋弧焊焊縫質量高，熔渣隔絕空氣的保護效果好，焊接參數可以通過自動調節保持穩定，焊縫成分穩定，機械性能優異。然而，當前能滿足對所焊接的適用于超低溫高錳鋼的強度和超低溫韌性的技術要求的埋弧焊絲極少。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于超低溫高錳鋼的高強高韌焊絲。

為此，本發明提供了一種埋弧焊絲，以質量百分比計，化學成分為C：0.35-0.55％，Si≤0.12％，Mn：27-33％，Cr：5-7％，Ni：3-5％，Mo：1.5-2.5％，Cu：0.2-0.5％，V：0.2-0.3％，S≤0.005％，P≤0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質。

具體的，上述埋弧焊絲的直徑為Φ3.2mm或Φ4.0mm。

具體的，當所述埋弧焊絲的直徑為Φ3.2mm時，焊接電流為380-450A，電弧電壓29-31V，焊接速度為30-38cm/min，道間溫度＜100℃。

具體的，當所述埋弧焊絲的直徑為Φ4.0mm時，焊接電流為450-550A，電弧電壓30-32V，焊接速度為32-40cm/min，道間溫度＜100℃。

本發明提供的埋弧焊絲可用于超低溫高錳鋼焊接，搭配氟堿型燒結焊劑或者氟鋁堿型燒結焊劑形成熔敷金屬和焊接接頭綜合性能優良。

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：