[发明专利]耐腐蚀钢用药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种耐腐蚀钢用药芯焊丝。

背景技术

随着国民经济的发展，我国对能源的需求越来越大，由于国际原油价格的迅速攀高及陆上石油资源的迅速锐减，海洋油气开发已经成为世界各国的能源开发热点。国家在投入大量人力财力进行海洋装备系统开发的同时，对于油气输送用钢，也提出了更高的要求。

油气运输中既有硫化氢腐蚀，又有海水腐蚀，因此要求钢板具有良好的抗硫化氢腐蚀能力，同时具有良好的抗海水腐蚀能力。药芯焊丝作为一种钢板焊接的重要焊接材料，在配套耐蚀钢焊接的过程中，要求其焊缝金属不仅具有高强度、高韧性的特点，而且具有良好的抗硫化氢腐蚀以及耐海水腐蚀的能力，因此，研制一种既抗硫化氢腐蚀又耐海水腐蚀的药芯焊丝，对于推动我国油气建设具有重要的作用，目前现有技术中还没有完全符合上述要求的药芯焊丝。

发明内容

本发明提出一种耐腐蚀钢用药芯焊丝，该药芯焊丝电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易，适用于焊接硫化氢腐蚀和海水腐蚀环境服役的耐蚀钢。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐腐蚀钢用药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：

TiO₂ 15～25％、KF 2～6％、二氧化硅4～10％、二氧化锆0.4～0.8％、钛铁合金3～6％、石墨5～10％、碳化硼3～7％、硅锰合金2～8％、镍6～10％、氧化铝2～6％、三氧化二铁0.5～1.5％与铜0.5～2.5％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为30～40％。

进一步，所述锰硅合金中锰的含量为65～75％。

进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：

TiO₂ 20％、KF 3％、二氧化硅5％、二氧化锆0.6％、钛铁合金4％、石墨6％、碳化硼5％、硅锰合金6％、镍8％、氧化铝4％、三氧化二铁1％与铜1.5％，余量为铁粉。

进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：

TiO₂ 15％、KF 6％、二氧化硅10％、二氧化锆0.4％、钛铁合金3％、石墨10％、碳化硼3％、硅锰合金2％、镍10％、氧化铝2％、三氧化二铁0.5％与铜2.5％，余量为铁粉。

进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：

TiO₂ 25％、KF 3％、二氧化硅4％、二氧化锆0.8％、钛铁合金4％、石墨6％、碳化硼7％、硅锰合金8％、镍6％、氧化铝6％、三氧化二铁1.2％与铜0.6％，余量为铁粉。

进一步，药芯焊丝的直径为1.6mm。

进一步地，所述低碳钢外皮包括以下组分，以全部焊丝的重量百分比计，分别为：

C：0.01-0.10％；Mn：0.1-0.4％；Si：0.01-0.03％；S：0.005-0.015％；P：0.005-0.015％；余量为铁。

二氧化钛：主要作用是稳弧、造渣，调整熔渣物理性能，改善焊缝成型和减少飞溅。若含量过低，则不易形成短渣，对立、横位置焊不利；若含量太高，则明显影响综合力学性能。

钼铁：钼细化焊缝金属晶粒尺寸，能显著提高焊缝金属强度，但过高会影响焊缝金属韧性。为了控制过渡到焊缝金属的钼含量，主要来源于钼铁。Mo能显著提高焊缝金属强度，主要来源于钼铁。钼铁占焊丝总重量的0.1～0.3％。但大于0.3％会影响焊缝金属韧性，小于0.1％时对其强度影响不大。

铁粉：药芯中加入铁粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于稳弧，为了保证高的熔敷效率、主要来源于还原铁粉或雾化铁粉。

SiO₂是一种酸性物质，降低了碱度，能影响抗气孔能力，SiO₂参与造渣，调整渣的凝固点、表面张力及熔渣高温粘度，对焊缝成形的控制非常重要。

氧化铝是高熔点物质，在配方中使用，提高熔渣表面张力的提高熔渣温度，起到改善焊缝成型起着稳弧、造渣的作用。

三氧化二铁，在配方中使用，提高熔渣表面张力的提高熔渣温度，起到改善焊缝成型起着稳弧、造渣的作用。

KF可以去氢，加入量大时电弧稳定性不好，增加焊接飞溅和烟尘，加入量少去氢能力不足，容易出现气孔压坑。

Ni作为抗腐蚀元素加入，同时Ni对提高低温冲击韧性有利。但Ni含量过高则会增大热裂敏感性。