[发明专利]一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝

说明书

本发明提供了一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝，其药芯包括如下质量分数的组分，氟化钡10％‑20％，碳酸钡1％‑4％，氟化锂1％‑4％，镁砂3％‑8％，氧化锆3％‑9％，四氧化三铁8％‑12％，电解锰5％‑12％，镍粉3％‑6％，铝粉6％‑10％，高碳锰铁5％‑9％，氟化稀土1％‑3％，余量为铁粉；各组分的质量分数之和为100％。本发明采用二氧化碳气保护的碱性全位置药芯焊丝，焊接工艺优良，全位置焊接性好，飞溅小，高原海拔5200米焊接不出现气孔，X光探伤合格率达到95％以上，能适应半自动及全自动焊接。熔敷金属的低温冲击韧性‑40℃平均值在180J以上，‑50℃平均值在150J以上。抗冷裂纹性能优异。

技术领域

本发明属于焊丝技术领域，尤其是涉及一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝。

背景技术

近年来，由于药芯焊丝具有操作性好、效率高、探伤合格率高等、全位置焊接工艺性优异等优点，在各行各业中使用的比重越来越大。其中，碱性药芯焊丝由于其低氢、高韧性、高抗裂性和优异的力学性能，被应用在诸多重点领域中，如：压力容器、海洋平台、重要的机械制造、管线行业等。

海拔5000米时，大气压强为44.84kPa，是常规平原环境大气压强101.3kPa的一半以下。电弧的本质为气体持续的稳定的放电行为，常规自保护药芯焊丝电弧是平原环境下的空气进行稳定持续的放电，但到海拔5000米以上高空时，单位体积内的空气减少一半，电弧状态受到了较大程度的影响，导致电弧不稳、电压低、熔合性差等问题，进而导致了熔池整体的冶金反应不充分，出现气孔问题，最终反应到焊道的射线探伤方面造成大规模的气孔、未熔合、夹渣等缺陷。

传统管线焊接多使用碱性的自保护药芯焊丝，但由于高原海拔高、气压低等特征，难以解决自保护药芯焊丝的抗气孔性。而传统酸性气保护药芯焊丝的综合力学性能不稳定，故有必要研发一种能解决高原焊接难题高韧性碱性全位置气保护药芯焊丝。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝，以解决高原气候中遇到的焊接问题，如电压低、电弧飘、气孔等，保证焊丝拥有良好的熔合性，保证接头探伤合格；调整渣系，研制出碱性全位置气保护药芯焊丝，使其具有良好的全位置焊接性(立向上立向下均可操作)，使过渡形式由传统碱性焊丝的大颗粒短路过渡变为细颗粒喷射过渡以减小飞溅；同时保证其熔敷金属拥有良好的低温冲击韧性等性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝，其药芯包括如下质量分数的组分，氟化钡10％-20％，碳酸钡1％-4％，氟化锂1％-4％，镁砂3％-8％，氧化锆3％-9％，四氧化三铁8％-12％，电解锰5％-12％，镍粉3％-6％，铝粉6％-10％，高碳锰铁5％-9％，氟化稀土1％-3％，余量为铁粉；各组分的质量分数之和为100％。

优选的，其药芯包括如下质量分数的组分，氟化钡16％-19％，碳酸钡2％-3％，氟化锂1.5％-2.5％，镁砂3％-8％，氧化锆5％-5.5％，四氧化三铁10％-11％，电解锰7.5％-8％，镍粉4％-5％，铝粉8％-9％，高碳锰铁7％-8％，氟化稀土1％-3％，余量为铁粉；各组分的质量分数之和为100％。

优选的，药芯焊丝的外皮为碳钢钢带，厚度0.6-1.0mm，宽度10-14mm；优选为，SPCC钢带。

优选的，药芯占药芯焊丝的质量分数为14％-24％。

优选的，药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。

本发明提供了如上所述的药芯焊丝在高原气候下，压力容器、海洋平台、钢结构或管线工程的焊接中的应用。

加入各种药粉的作用如下：

氟化钡为主要的造渣剂，使用直流正接极性时，氟化钡具有短弧特性，且电弧柔和稳定，同时有改善熔池流动性的功能。