[发明专利]一种用于超低温高锰钢的手工电弧焊焊条

说明书

本发明涉及一种用于超低温高锰钢的手工电弧焊焊条。其技术方案是：所述手工电弧焊焊条由焊条芯和药皮组成；焊条芯的化学组分是：C为0.75～0.95wt％；Mn为26～30wt％；Ni为4.5～6.5wt％；Cr为1.5～3.5wt％；Al为3.5～5.5wt％；P≤0.002wt％；S≤0.002wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。药皮的化学组分是：萤石为40～45wt％；大理石为15～20wt％；金红石为4～10wt％；锆英砂为3～6wt％；纯碱为1～2wt％；余量为Fe粉。所述手工电弧焊焊条的制备方法是：按药皮化学组分配料，混合，加入粘结剂，搅匀，压涂到焊条芯表面，制得用于超低温高锰钢的手工电弧焊焊条。本发明成本低和合金体系简单；形成的焊缝金属具有超低温高韧性的特点，强度与超低温高锰钢相匹配。

技术领域

本发明属于手工电焊条技术领域。具体涉及一种用于超低温高锰钢的手工电弧焊焊条。

背景技术

液化天然气(LNG)等贮存运输容器用钢通常在-196℃进行低温储存，现阶段的商业用LNG贮罐的钢为9Ni钢，由于9％镍含量的钢板价格昂贵。在对LNG储运关键材料用钢要求高安全性的同时，降低建造成本，实现减Ni化钢板的开发成为低温钢的一个重要发展方向，为此国内外相继开发出节镍型低温钢。近年来，为降低LNG储罐用钢的生产成本以及对高价镍元素的依赖度，高锰钢(Mn含量为24～26wt％)因其低廉的价格和优异的塑韧性而备受瞩目。相比目前常用镍合金、超低温高锰钢焊接性更优，且成本价格仅相当于镍合金钢的70～80％，超低温高锰钢已成为替代9Ni钢的首选材料，具有较大的市场前景。

超低温高锰钢在制造LNG等贮存运输容器时，手工电弧焊是国内采用的主要的连接方法，占到总连接工艺的80～90％以上。“一种用于超低温高锰钢手工电弧焊接的低氢型焊条”(201910008172.6)专利技术，提供了一种电焊条技术，其焊条芯的成分体系为：C为0.30～0.75wt％，Mn为20～26wt％，Ni为6.5～8.5wt％，Cr为3.0～5.5wt％，W为2.5～4.0wt％，P≤0.002wt％，S≤0.001wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用该技术的手工电焊条进行焊接时，由于焊条芯的电阻较高，使用焊条到一半时便发生严重的尾红。焊条尾红导致药皮胀裂，无法起到药皮的保护及化学冶金作用，也无法继续焊接，不仅使焊条的操作工艺性变差，而且最终影响焊缝成型及相关力学性能。“超低温高锰钢的电弧焊焊条及制备方法”(202010456712.X)专利技术，提供了一种电焊条技术，其焊条芯的成分体系为：C0.30～0.75wt％，Mn 19～25wt％，Ni 3.5～5.5wt％，Cr 3.0～5.5wt％，Mo 3.5～5.5wt％，W 2.5～4.0wt％，P≤0.010wt％，S≤0.006wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。成分虽有调整，增加了Mo元素，但是尾红现象依然严重，因尾红引起的操作工艺性恶化，以及最终影响焊缝成型及力学性能的问题，依然存在。目前，未有与超低温高锰钢相配套的无焊接尾红的相关技术及焊条产品的公开报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低和合金成分体系简单的用于超低温高锰钢的手工电弧焊焊条，无焊接尾红，所形成焊缝金属的低温韧性优良，强度与超低温高锰钢相匹配，能满足对所焊接的超低温高锰钢的强度和超低温韧性的技术要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述手工电弧焊焊条是由70～80wt％的焊条芯和20～30wt％的药皮组成。

所述焊条芯的化学组分是：C为0.75～0.95wt％；Mn为26～30wt％；Ni为4.5～6.5wt％；Cr为1.5～3.5wt％；Al为3.5～5.5wt％；P≤0.002wt％；S≤0.002wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。

所述药皮的化学组分是：萤石为40～45wt％；大理石为15～20wt％；金红石为4～10wt％；锆英砂为3～6wt％；纯碱为1～2wt％；余量为Fe粉。