[发明专利]高强度钢用金属粉型药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及保护气体焊接用药芯焊丝，特别适用于X80管线钢焊接用。

背景技术

管道输送主要用来长距离运输石油和天然气，具有经济、安全、不间断、以及对环境破坏程度小的显著特点，因此，世界各国都在大力发展。为适应输送沿途的复杂地质条件和气候环境，其发展趋势为高强度、高韧性。

而在西气东输二线X80钢的焊接中，由于该钢种强度高，冷裂纹敏感性较大，不允许采用纤维素型焊条进行焊道打底。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高强度钢用金属粉型药芯焊丝，该药芯焊丝适用于X80管线高强度钢打底焊接，在焊接时熔敷效率高、速度快、电弧稳定、飞溅极少、焊道外观平顺优美、焊后渣极少。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度钢用金属粉型药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，药芯的填充比为10～20％，其特征在于：所述药芯中各成分相对于焊丝的总质量的百分含量分别为：Mn：1.00～3.00％；Si：0.20～1.50％；F：0.005～0.050％；Ti：0～0.1％；B：0～0.004％。

作为本发明的进一步的技术方案：

所述碳钢外皮中，以钢带总重量为基准，C≤0.02％，P≤0.015％，S≤0.015％；

所述药芯焊丝在焊接时的保护气体由体积含量为75％的Ar₂和25％的CO₂组成；

所述药芯焊丝在焊接时的保护气体由体积含量为95％的Ar₂和5％的O₂组成。

焊丝中各成分的作用分析如下：

Mn脱硫，脱氧，同时过渡合金元素，提高焊缝强度与韧性。

Si的主用作用是通过硅锰联合脱氧，同时过渡合金元素，硅还可提高熔渣流动性，使得焊接波纹细腻。

Ti是强脱氧剂，可以与N结合为固态形式，减少焊缝中的气体，降低钢硬化的可能性，同时可以细化晶粒提高韧性。

微量的Ti和B的可以联合作用，Ti保护B较少氧化，同时形成微小的氧化物，作为非均匀形核的质点，细化晶粒，B可以抑制粗大的先共析铁素体促进细小的针状铁素体形成，从而在提高焊缝强度的基础上不降低韧性。

本发明的有益效果是：

①采用低碳和杂质元素含量较低的钢带制造药芯焊丝，可以提高焊缝金属的纯净度，提高抗热裂性，降低焊接烟尘和飞溅量。

②焊接熔敷效率高，成本低，药芯配方中合金粉和铁粉的比例达到95％以上，使得其具有较高的焊接熔敷效率和熔敷速度，且在焊接时无渣，可以多道施焊。

具体实施方式

一种高强度钢用金属粉型药芯焊丝，它采用低P、S的低碳钢钢带为焊丝包裹皮，利用药芯过渡合金，使用通用的药芯焊丝制造生产工艺制作，填充比为10％-20％。

选用冷轧钢带，并采用如表1的配比焊丝全质量成分：

表1：实施例①～⑥药芯成分

焊丝线径为1.2mm，上述药芯焊丝制成后，采用直流反接，电压28V，电流250A，干伸长度18mm，移动速度250mm/min。焊缝机械性能见表2。

表2实施例①～⑥所得焊缝机械性能