[发明专利]焊接铬钼钢用金属粉芯型药芯焊丝及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接用焊接材料，具体指一种富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护焊接铬钼钢（如1.25Cr 0.5Mo钢）用金属粉芯型药芯焊丝及其制备。

背景技术

药芯焊丝是一种高效焊接材料，具有焊接效率高，缩短焊接周期、焊接工艺性能好、焊缝成型美观、成分易于调整、焊接变形小等诸多优点，因此在船舶、桥梁等钢结构焊接中得到广泛应用。但在耐热钢领域，常用的钛型药芯焊丝还存在冲击韧性、抗裂性较差的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决焊接铬钼钢（如1.25Cr0.5Mo钢）常用的钛型药芯焊丝还存在冲击韧性、抗裂性较差的难题。本发明提供的气体保护用焊接铬钼钢（如1.25Cr0.5Mo钢）金属粉芯型药芯焊丝，它具有电弧稳定性好，同时冲击韧性好、抗裂性能优良、扩散氢达到超低氢水平、焊接工艺好，适用于1.25Cr0.5Mo钢平焊、平角焊位置的焊接。

本发明提供的焊接铬钼钢用金属粉芯型药芯焊丝，包括碳钢外皮及填充在碳钢外皮内的药粉，所述药粉含有以下成分及其占所述药芯焊丝总重量的百分比为： 

TiO₂                                             0.02~1%；

Al₂O₃                            0.02~1.2%；

Si                               0.6~0.9%； 

Mn                              0.5~1.8%；

Cr                               0.90~2.4 %；

NaF或CaF₂ 一种或其任意比混合物  0.3~1%； 

Mg或Al一种或其任意比混合物     0.02~0.5%；

Mo                               0.5~2.5%；

优选地，所述药粉还含Ni，其重量小于所述药芯焊丝总重量的0.36%。

优选地，所述药粉的重量为所述药芯焊丝总重量的14~20%，所述药粉中的余量成分为Fe。

优选地，所述碳钢外皮为低碳钢。

优选地，所述低碳钢含有的成分及其占低碳钢的重量百分比为：Mn 0.15~0.4%，Si≤0.025%, C≤0.035%，S≤0.017，P≤0.014%，N≤0.006%。

本发明还提供制备上述的焊接铬钼钢用金属粉芯型药芯焊丝的方法，步骤如下：

    1）按照药粉各成分的量，计算所需原料的量；

2）按照所需量取原料：金红石、Al₂O₃ 、NaF或CaF₂中的一种或其任意混合物，镁粉或铝粉一种或其任意比混合物、硅铁、锰铁或电解锰中的一种或其任意比混合物、金属铬或铬铁中的一种或其任意比混合物以及钼铁或钼粉中的一种或其任意比混合物；

3）以对接O型或搭接O型的封口方式，将步骤2）混合的原料封在碳钢外皮内。

优选地，步骤2）的原料还包括镍粉，其重量小于所述药芯焊丝总重量的0.36%。

优选地，步骤2）的原料还包括铁粉，其中，所述药粉的重量为所述药芯焊丝总重量的14~20%，所述药粉中的余量成分为铁粉。

本发明还提供应用上述的焊接铬钼钢用金属粉芯型药芯焊丝焊接的方法，焊接时，采用80% Ar和20% CO₂的富氩气体保护。

优选地，上述方法在焊接时，采用80% Ar和20% CO₂的富氩气体保护，焊前预热至150℃，焊接后对工件进行620±15℃热处理。

本发明的有益效果是：

1、采用金属粉芯型渣系，配合富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护，主要适用于平焊和平角焊。焊缝表面产生很少渣量，多层焊接无需清渣，熔敷效率高，熔敷效率大于90%，且由于稳弧物质的加入，使得焊接时飞溅小，烟尘小，焊缝成型好，从而提高了生产时的焊接效率。

2.焊丝具有良好的焊接工艺适应性、通过合金成分的调整，熔敷金属力学性能稳定，扩散氢达到超低氢水平，抗冷裂性能较好。