[发明专利]一种极地船舶钢用无缝药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明提供一种极地船舶钢用无缝药芯焊丝及其制备方法，具体涉及焊接材料领域。本发明的极地船舶钢用无缝药芯焊丝包括钢带外皮和填充在所述钢带外皮中药芯，以所述药芯的重量份数为100份计，所述药芯包括以下组分及各组分的重量份数分别为：金红石40～50份、长石3～6份、冰晶石1.5～3份、锰硅合金6～10份、低碳锰铁1～3份、镍粉12～18份、金属铬0.5～1.5份、铜硼合金0.5～1.2份、铝镁粉1.5～3份、锆铁1～2份、铝铁1～2份、钛硅铁1～2份，余量为雾化铁粉及不可避免的杂质。本发明极地船舶钢用无缝药芯焊丝，采用气渣联合保护，满足大电流焊接时的全位置焊接，焊接电弧稳定、飞溅小；焊缝进行微合金化设计，多元素脱氧脱氮，具有优异的低温韧性和耐腐蚀性能，适用于极地船舶的焊接。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种极地船舶钢用无缝药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

极地科考在气候、矿藏、海产、航道等领域都对人类的生活有至关重要的价值。在全球气候变化中的作用极为关键，其丰富的资源和潜在的开发利用前景，也是未来人类经济社会发展的重要依托，加强对极地的科学考察，对我国提高综合国力具有重要战略意义。但极地环境恶劣，其寒冷的环境要求船舶及配套焊接材料必须具有优良的强度、韧性、耐低温和耐腐蚀性能，焊缝质量直接关系到服役船舶的安全和寿命，极地船舶一般选择FH40低温高强钢，但目前配套焊材的研制相对较少。

专利公开号为CN115365697A的一种极地低温钢用气体保护实心焊丝及其应用，焊缝屈服强度大于400MPa，抗拉强度大于510MPa，-80℃熔覆金属及对接接头冲击功均达到100J以上。但没有添加耐腐蚀元素，这会影响船舶服役寿命。且相对药芯焊丝，实心焊丝没有渣壳保护，不适合大电流时的全位置焊接，焊接效率较低。没有添加稳弧剂，焊接时电弧稳定性较差，连续焊接时易堵塞导电嘴，造成焊缝成形不良，影响焊缝质量。

专利公开号为CN115365697A的一种低温钢用自保护药芯焊丝，焊缝强度高低温-60℃下可达到49J以上。显然其冲击功余量低，难以应对极地最低服役环境温度-70℃时恶劣环境。

发明内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本发明提供一种极地船舶钢用无缝药芯焊丝及其制备方法，以改善焊丝的焊接工艺性、焊缝金属的力学性能及耐腐蚀性能，解决极地船舶焊接时焊接工艺性与焊缝金属力学性能不兼顾的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种极地船舶钢用无缝药芯焊丝，包括钢带外皮和填充在所述钢带外皮中药芯，以所述药芯的重量份数为100份计，所述药芯包括以下组分及各组分的重量份数分别为：金红石40～50份、长石3～6份、冰晶石1.5～3份、锰硅合金6～10份、低碳锰铁1～3份、镍粉12～18份、金属铬0.5～1.5份、铜硼合金0.5～1.2份、铝镁粉1.5～3份、锆铁1～2份、铝铁1～2份、钛硅铁1～2份，余量为雾化铁粉及不可避免的杂质。

在本发明一示例中，所述金红石中二氧化钛的含量≥95wt％，所述金红石粒度大于60目的质量占比≥99％。。

在本发明一示例中，所述长石中氧化钾的含量≥8wt％，氧化钾和氧化纳的总含量≥12wt％，所述长石粒度大于60目的质量占比≥99％。

在本发明一示例中，所述低碳锰铁中锰含量为80～87wt％，碳含量≤0.04wt％，所述低碳锰铁的粒度大于80目的质量占比≥99％。

在本发明一示例中，所述铜硼合金中硼含量为4～6wt％，所述铜硼合金中粒度大于60目的质量占比≥99％。

在本发明一示例中，所述锆铁中锆含量为78～82wt％，所述述锆铁的粒度大于80目的质量占比≥99％。

在本发明一示例中，所述钢带为低碳钢带，以所述钢带的总质量计，所述钢带中各组分的质量百分比为：碳含量≤0.04wt％、锰含量为0.10～0.25wt％、硅含量≤0.05wt％、硫含量≤0.02wt％、磷含量≤0.02wt％，余量为铁和不可避免的杂质。