[发明专利]一种具有耐蚀性的气体保护焊用药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种耐腐蚀焊接材料，具体是一种具有耐蚀性的气体保护焊用药芯焊丝。

背景技术

在工业生产中，重油或煤等燃料中通常含较高量的硫，这些燃料在燃烧过程中产生的烟气中含有硫的各种形式氧化物，它们与烟气中的水汽结合生成亚硫酸和硫酸，当环境温度处于150℃以下时，烟气中的硫酸出现露点，产生“硫酸露点腐蚀”现象，使燃烧和热交换系统设备受到严重损害。与普通的大气腐蚀现象不同，硫酸露点腐蚀不仅腐蚀普通用碳钢，而且能够腐蚀不锈钢，对工业生产装置的危害极大。因此，在电力、石化、烟草等工业领域，以煤或重油为主要燃料的燃烧和热交换系统，如密集烘烤炉热交换器、锅炉低温部位的空气预热器、省煤器、烟道、烟囱以及脱硫装置等设备已经广泛的采用了具有耐硫酸露点腐蚀特性的钢材。

耐硫酸露点腐蚀钢的推广及使用，有效解决了硫酸露点腐蚀所引起的材料、设备的腐蚀问题。然而在这类钢材使用的过程中发现，钢材和焊接材料的耐腐蚀性不匹配问题十分突出。现有焊接材料因不具备耐硫酸露点腐蚀的性能，致使焊接接头，尤其是焊缝处极易出现严重腐蚀，直接影响焊接结构的安全性和使用寿命。因此，开发具有良好耐硫酸露点腐蚀性的焊丝具有重要意义。实践证明，在焊丝中加入Ni、Cr、Cu、Mo、Sb、Sn、Se、W等元素，可以明显提高焊丝的耐腐蚀性能。

现有的耐腐蚀焊丝如：中国专利申请号200810047484.x公开的湖北猴王焊材有限公司提出的“高强度铁道车辆用耐候钢富氩气体保护焊丝”专利。其成分(质量百分比)如下：C 0.05％～0.10％、Si0.3％～0.5％、Mn 1.2％～1.45％、S≤0.015％、P≤0.015％、Cu0.2％～0.35％、Cr 0.3％～0.7％、Ni 0.2％～0.6％，余量为铁和不可避免的杂质。

中国专利申请号200310108200.0公开的宝山钢铁集团提出的“耐候气体保护焊丝”专利。其成分(质量百分比)如下：C≤0.1％、Si≤0.6％、Mn 1.2％～1.6％、S≤0.030％、P≤0.030％、Cu 0.1％～0.6％、Cr 0.3％～0.9％，Ni 0.2％～0.6％、Ti 0.03％～0.06％，余量为铁。

中国专利申请号200410013357.x公开的武汉钢铁集团公司提出的“高强度高韧性高耐候气保焊丝”专利，其成分(质量百分比)如下：C 0.04％～0.12％、Si 0.4％～0.8％、Mn 1.4％～2.0％、S≤0.015％、P≤0.02％、Cu 0.3％～0.5％、Cr 0.2％～0.5％、Ni 0.4％～1.0％、Ti0.06％～0.2％、B 0.002％～0.0079％、ALs≤0.02％余量为铁和不可避免的杂质。

以上专利均为耐大气腐蚀的实芯气保焊丝，焊丝中加入了Cr、Ni、Cu等元素，具有一定的耐大气腐蚀性能。但是，这几种焊丝对于硫酸露点腐蚀效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐硫酸露点腐蚀、耐大气腐蚀、高韧性的气体保护焊用药芯焊丝。主要适用于具有耐硫酸露点腐蚀和耐大气腐蚀的钢种的气体保护焊接。可确保所得熔敷金属及焊接接头具有良好的耐腐蚀性能，同时具有良好的综合性能，尤其是低温韧性较好，可达到-40℃时，冲击功大于60J，屈服强度大于450MPa。

本发明通过调整焊丝中的合金元素，研发出一种具有耐硫酸露点腐蚀，综合力学性能良好的气体保护焊用药芯焊丝。

本发明的目的是这样实现的，高韧性耐腐蚀气体保护焊用药芯焊丝，采用钢制外皮内填充合金粉末制成。其中所述的合金粉末中的合金元素占焊丝总质量的百分比为：C：0.03％～0.08％、Si：0.3％～0.7％、Mn；1.1％～1.5％、Cu：0.2％～0.5％、Cr：0.4％～0.8％、Ni：0.2％～0.6％、Ti：0.03％～0.1％，Sb：0.02％～0.10％，S≤0.015％、P≤0.02％，同时控制Cu/Sb元素的比例范围为4.0～8.0之间。

本焊丝的成分体系特点是加入了耐腐蚀元素Sb。

本发明的主要成分设计依据叙述如下：

C：在钢中常以碳化物的形式存在。从腐蚀的角度看，C含量在不同的介质中具有不同的影响。在非氧化性的酸性介质中，C含量增大，腐蚀速度加快。同时，过高的碳含量促进高碳马氏体的形成，会使焊缝金属淬硬性增加，塑性降低，增加焊缝金属冷裂纹敏感性。为了保证焊缝具有较高的耐腐蚀性能及韧性，C含量优选范围在0.03％～0.08％之间。