[发明专利]一种埋弧焊药芯焊丝及其制备方法

说明书

一种埋弧焊药芯焊丝，包括钢带及药芯，其中钢带的化学成分，按重量百分比计：C≤0.02%、Mn0.2‑1.2%、Si0.3‑1.8%、Cr22‑28%、W2‑8%、Cu 0.2‑0.4%、V0.1‑0.3%、S≤0.005%、P≤0.006%、余量为Fe；药芯成分按其重量百分比计：大理石20‑35%、萤石15‑28%、云母7‑12%、钛白粉6‑14%、钒铁2‑8%、硅铁2‑6%、钛铁2‑12%、硼铁13‑17%、钼铁2‑8%、石墨3‑12%、余量为铬铁；采用本发明的焊丝能够在提高堆敷金属硬度的同时，改善其韧性、抗裂性，从冶金和工艺两方面进行改善，提高了高硬度堆敷金属的强韧性及抗裂性，同时保证了良好的焊接工艺性易脱渣、无飞溅、高硬度、耐磨性优良。

技术领域

本发明涉及一种焊材，特别涉及一种埋弧焊药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

自埋弧焊药芯焊丝才得到关注和重视，应用于石油、桥梁、天然气、船舶、海洋平台等零件进行室外焊接，美国埋弧焊药芯焊丝在其焊材所占比例从20世纪70年代的12.5%一下升到80年代的21.1%，至2009年，总产量已达7万吨，占焊材总量的30-40%，国内70年代末，宝钢从国外引进数百吨埋弧焊药芯焊丝应用于冶金、机车车辆等领域。

国外埋弧焊药芯焊丝主要是通过研究两种含铝量分别为1.7%和0.53%的埋弧焊药芯焊丝熔敷金属的性能，建立相关模型，来预测其显微组织变化，根据其热力学计算，高铝焊缝中AlN优于Ti（C，N）和A1203先生成，低铝焊缝则相反；动力学计算表明，高温下低铝熔敷金属中有大量的γ-Fe存在，而高铝中则是γ-Fe和α-Fe共存，在不同的冷却速度下，基体组织的变化也不一样。

我国药芯焊丝生成目前存在着：产品质量及稳定性有待进一步提高虽然我国药芯焊丝的生产技术已经有了较大的突破，但产品在耐凹坑、耐气孔性能上和降低烟尘、减少飞溅及进一步提高产品质量稳定性等方面仍然有许多工作要做，产品品种和规格急待增加；目前我国药芯焊丝产品的品种较单一，产品规格也不齐全，不能适应各个行业的不同需要，急需增加适应不同需求的品种和规格；.生产规模化程度应进一步扩大，产品生产规模小，将会造成产品成本居高不下、产品质量稳定性差等许多问题，只有达到一定的生产规模，才会进入良性循环。

从目前国内外高硬度堆焊材料来看，几乎所有的硬度大于等于60HRC；的堆焊材料中碳和铬的含量均较高，属于高碳高铬合金系统，往往适用于对抗磨损严重而对裂纹不敏感的工况场合，使用过程中允许有少量的裂纹存在，而对于韧性和抗裂性能要求较高的轧辊堆焊层，该种合金系统显然是不适宜的。

发明内容

本发明在提高堆敷金属硬度的同时，改善其韧性、抗裂性，从冶金和工艺两方面进行改善，提高了高硬度堆敷金属的强韧性及抗裂性，同时保证了良好的焊接工艺性易脱渣、无飞溅、高硬度、耐磨性优良，发明内容如下：

一种埋弧焊药芯焊丝，包括钢带及药芯，钢带的化学成分，按重量百分比计：C≤0.02%、Mn0.2-1.2%、Si0.3-1.8%、Cr22-28%、W2-8%、Cu 0.2-0.4%、V0.1-0.3%、S≤0.005%、P≤0.006%、余量为Fe；药芯成分按其重量百分比计：大理石20-35%、萤石15-28%、云母7-12%、钛白粉6-14%、钒铁2-8%、硅铁2-6%、钛铁2-12%、硼铁13-17%、钼铁 2-8%、石墨3-12%、余量为铬铁。

钢带中碳：随着C含量的增加，堆敷金属的硬度呈下降的趋势，磨损体积呈上升趋势，即堆敷金属的耐磨性能下降，这是因为随着C含量的增加，将使Ms点急剧降低，结果会使残余奥氏体的含量增加，马氏体的含量减少，由于马氏体的硬度及耐磨性比奥氏体高的多，两者含量的相对变化将导致堆敷金属硬度和耐磨性的降低；而裂纹长度的变化趋势是一条由横坐标中心开始的上抛物线，即当C含量低于某水平时不产生裂纹，高于某水平后，随着C含量的增加抗裂性迅速降低。