[发明专利]一种用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝

说明书

本发明涉及一种用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝。其技术方案是：所述用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝由65～70wt％的钢带与30～35wt％的药芯粉组成。所述钢带的化学组分是：C为0.10～0.20wt％；Si为0.01～0.05wt％；Mn为3～7wt％；P≤0.002wt％；S≤0.001wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。所述药芯粉的化学组分是：金红石为28～34wt％；锆英砂为2～4wt％；钛酸钾为2～4wt％；电解锰为20～25wt％；镍粉为8～15wt％；高碳铬铁为8～12wt％；余量为铁粉。本发明能全位置焊接和焊接效率高；所形成的焊缝金属成型好、气孔敏感性低、低温韧性优良，强度与超低温高锰钢相匹配。

技术领域

本发明属于熔化极气体保护焊药芯焊丝技术领域。具体涉及一种用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝。

背景技术

液化天然气(LNG)等贮存运输容器用钢通常在-196℃进行超低温储存，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的含量为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，熔化极气体保护焊是常用的连接方法之一，如《一种用于极低温奥氏体高锰钢焊接的熔化极实心焊丝》(202010762465.6)专利技术，提供了一种熔化极实心焊丝技术。然而，实心焊丝由于锰含量较高，熔池粘性大，液态金属铺展不开，熔合不好，导致焊缝金属成型差，不能用于全位置焊接。又如《一种用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊金属粉芯药芯焊丝》(201910008171.1)专利技术，提供了一种熔化极气体保护焊金属粉芯药芯焊丝，在一定程度上改善了焊缝金属的成型性，然而。在纯CO₂或富CO₂保护气体下，焊缝金属的气孔敏感性较大，易生成气孔，不能保证焊缝金属的质量及其力学性能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种可用于全位置焊接和焊接效率高的用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝；采用富Ar混合气体保护时，在气-渣联合保护下所形成的焊缝金属成型好、气孔敏感性低、低温韧性优良，强度与超低温高锰钢相匹配，能满足对所焊接的适用于-196℃工作温度的LNG贮罐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：所述用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝由65～70wt％的钢带与30～35wt％的药芯粉组成。

所述钢带的化学组分是：C为0.10～0.20wt％；Si为0.01～0.05wt％；Mn为3～7wt％；P≤0.002wt％；S≤0.001wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。

所述药芯粉的化学组分是：金红石为28～34wt％；锆英砂为2～4wt％；钛酸钾为2～4wt％；电解锰为20～25wt％；镍粉为8～15wt％；高碳铬铁为8～12wt％；余量为铁粉。

所述用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝的制备方法是：将所述钢带轧制成U形管，再将所述药芯粉加入U形管中，然后合缝，拉丝减径，收线，表面处理，层绕，制得用于超低温高锰钢的熔化极气体保护焊药芯焊丝。

所述金红石的纯度≥99％，金红石的粒度≤0.3mm。

所述锆英砂的纯度≥99％，锆英砂的粒度≤0.3mm。

所述钛酸钾的纯度≥99％，钛酸钾的粒度≤0.3mm。

所述电解锰的纯度≥99％，电解锰的粒度≤0.3mm。