[发明专利]一种用于水下焊接的药芯焊丝以及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于水下焊接的药芯焊丝以及制备方法，药芯焊丝由外皮和药芯组成，其特征在于：外皮为低碳钢，药芯由氧化物、碳酸盐、氟化物、金属粉末组成；氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化铁、氧化硅的混合物；氟化物为氟化钙、氟化锂、氟化钡的混合物；碳酸盐为碳酸钙、碳酸镁、碳酸镁的混合物；金属粉末为硅、铝、钛、镁、镍、铁、锰、硼的混合物。药芯焊丝使水下湿法焊接具有电弧稳定，飞溅少，熔渣剥离性优，焊缝成型性好，焊缝组织的性能优良的特点。

技术领域

本发明属于焊丝技术领域，具体涉及一种用于水下湿法焊接的药芯焊丝。

背景技术

水下焊接在海洋工程的建设中起着重要的作用。随着我国海上钻井平台、海底石油管线、跨海大桥等各种现代海洋工程建设的发展，对于高质量高效率的水下焊接技术的需求越来越迫切。

水下焊接技术一般可分为干法、湿法及局部湿法焊接。其中湿法焊接是指焊接材料直接与水相接触，在水中引弧并维持电弧在不断产生的气泡中燃烧的焊接技术，以其成本低廉、操作方便、操作效率高等优点，成为水下焊接技术的研究热点，具备广阔的发展前景。

根据焊接材料的不同，水下湿法焊接可以分为焊条电弧焊、实心焊丝焊接和药芯焊丝焊接。焊条电弧焊和实心焊丝焊，在焊接时需要频繁更换焊条，导致焊接效率很低，且接头质量难以保证。药芯焊丝焊接可以根据药芯的药粉比例使得焊丝的适用范围增加。

药芯焊丝中的药芯能起到稳弧的作用，改善操作性能和保护作用，添加合金元素可以改善接头性能，目前的湿法焊接使用的药芯焊丝的成分主要是造渣型和金属型，造渣型又分为钛渣型和钙渣型及两者的混合型，金属型具有低渣性，工艺性能优良、熔敷效率高。

当进行湿法水下焊接时，由于水的存在造成可见度差、氢含量高容易使焊缝产生气孔、压力大导致焊接电弧不稳定、焊后冷却速度过快易导致焊接裂纹等问题。药粉制备是水下药芯焊丝制作过程中最重要的环节，影响电弧稳定性和最终的焊接质量。

专利201310061500.1提出一种自保护药芯焊丝，改善了焊缝形貌和减少焊缝的氢氧聚集，但是目前没有提出同时解决焊缝裂纹、焊接飞溅和熔渣剥离性能的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种工作性能稳定的用于水下湿法焊接的药芯焊丝，最终实现优化焊缝组织及其性能。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种用于水下焊接的药芯焊丝，由外皮和药芯组成。

优选的，所述外皮为低碳钢带。

进一步优选的，所述低碳钢钢带中硫、磷含量占焊丝质量百分比低于0.04％。

进一步优选的，所述低碳钢外皮上不存在成为吸湿性原因的狭缝状间隙。

优选的，所述药芯由氧化物、碳酸盐、氟化物、金属粉末及不可避免的杂质组成。各组成组分占药芯焊丝的质量百分比为：氧化物8-25％，氟化物1-7％，碳酸盐1-9％，金属粉末5-15％。

进一步优选的，所述氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化铁、氧化硅一种或多种混合物。各氧化物占药芯焊丝质量百分比为：CaO 0-5％，MgO 0-5％，TiO₂ 2-10％，Fe₂O₃ 2-10％，SiO₂ 0-3％。

进一步优选的，所述氟化物为氟化钙、氟化锂、氟化钡一种或多种混合物。各氟化物占丝质量百分比为：CaF₂ 0.1-3％，LiF 0-2％，BaF2 0.1-2％。