CN101450426A - 低温钢药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温钢药芯焊丝，它的药芯由以下重量百分比的粉末状原料组成：金红石28～33％；硅灰石1～3％；硅锰合金14～18％；铁粉16～21％；镍粉2～4％；冰晶石1～2％；长石5～7％；钛铁1.5～2.5％；硼铁0.5～1％；中碳锰铁5～6％；镁砂2.5～4％；石英4～6％；萤石1.5～3.5％。与现有技术的同类产品相比，本发明为偏酸性渣系、电弧稳定性好、飞溅少、脱渣容易、低温冲击韧性好、低温抗裂性好、效率高及成本较低。
Description
技术领域：
本发明属于金属焊接领域，特别是涉及一种低温钢药芯焊丝。
背景技术：
目前，以钻探用井架、生产用平台等海洋作业的钢结构物为主，包括LPG(液化石油气)船、冷冻船等船舶，寒冷地区的生产设备、输油管道等各种钢结构件，为防止低温的脆性破坏，常使用低温钢来建造。随着海洋石油、天然气的开采日益增加，并且开采地区由过去的浅海温暖地区扩大到深海寒冷地区，因此海洋结构件将大量使用低温钢。从而，使得焊接低温钢用的低温钢药芯焊丝的需求增大，但是现有技术的低温钢药芯焊丝都是，因为酸性渣系的药芯焊丝的低温冲击韧性和低温抗裂性均很较差，在-40℃低温冲击功平均值无法达到大于27J(焦耳)的要求；而碱性渣系的其焊接工艺性能较差、电弧稳定性差、飞溅多、脱渣困难、效率低及成本较高。
发明内容：
本发明的目的是为解决以上技术问题，提供一种偏酸性渣系的、电弧稳定性好、飞溅少、脱渣容易、低温冲击韧性好、低温抗裂性好、效率高及成本较低的低温钢药芯焊丝。
为实现本发明目的，所用的技术方案是：该低温钢药芯焊丝的药芯由以下重量百分比的粉末状原料组成：
金红石28～33％；硅灰石1～3％；硅锰合金14～18％；铁粉16～21％；镍粉2～4％；冰晶石1～2％；长石5～7％；钛铁1.5～2.5％；硼铁0.5～1％；中碳锰铁5～6％；镁砂2.5～4％；石英4～6％；萤石1.5～3.5％。
与现有技术相比，本发明具有如下显著有点或有益效果：
(1)偏酸性系的，具有良好的焊接工艺性能。使用以较大比例的金红石、长石、石英加入药芯配方，可全位置焊接，电弧稳定性好、飞溅少及脱渣容易。
(2)具有优良的低温冲击韧性和优良的抗裂性。药芯的成分中加入镍粉、钛铁、硅锰合金、中碳锰铁、硼铁进行合金化即为Ni-Ti-B系列，同时又加入了冰晶石、镁砂和萤石，限制了焊缝金属的含氧量扩散氢含量比普通药芯焊丝要低，熔敷金属-40℃低温冲击功(采用常规的检测技术)平均值可达78J(焦耳)，因此低温冲击韧性和低温抗裂性均较好。(3)焊接效率高，成本低。通过药芯组分中金红石和石英对渣系调整及铁粉、金红石、镍粉、钛铁、硅锰合金、中碳锰铁和硼铁对合金系调整，熔敷效率高，成本较低。
具体实施方式：
下面结合具体实施实例说明，但本发明不限于以下具体实施实例：
实施例一：
本发明的制备方法采用现有技术，以如下工艺制造：
1.准备药芯的原料：金红石、硅灰石、硅锰合金、铁粉、镍粉、冰晶石、长石、钛铁、硼铁、中碳锰铁、镁砂、石英和萤石，要求金红石中TiO2的含量为96％；硅灰石中CaSiO3的含量为67％；硅锰合金中Si22％，Mn78％；铁粉中Fe的含量为98％；镍粉中Ni的含量为99％；冰晶石中Na3AlF6的含量为98％；长石中SiO268％，Al2O318％；钛铁中Ti21％；硼铁中B21％；中碳锰铁中Mn80％；镁砂中MgO的含量为98％；石英中SiO2的含量为98％；萤石中CaF2的含量为98％。并将以上所有原料粉碎到能通过60目筛子的粉末；
2.按以下原料的重量百分比配制本发明的药芯：
金红石28％；硅灰石3％；硅锰合金16％；铁粉19％；镍粉3％；冰晶石2％；长石6％；钛铁2.5％；硼铁1％；中碳锰铁6％；镁砂4％；石英6％；萤石3.5％；
3.将步骤2的粉末放入混粉机内混合40分钟；
4.将0.8×12mm(厚×宽)低温钢钢带轧成U形，向U形槽中加入占焊丝总重17％的药芯；
5.成形机将U形槽合口，使药芯包裹其中；
6.通过拉丝机，经过拉丝机逐道的拉拔和减径，最后到直径为1.2mm，得到最终产品。
本发明在CO2气体保护下进行焊接，焊接电流160～180A，焊接电压28～30V，焊接速度0.6m/min，气流量191/min。
实施例二：
以如下工艺制造：
1.准备药芯的原料：金红石、硅灰石、硅锰合金、铁粉、镍粉、冰晶石、长石、钛铁、硼铁、中碳锰铁、镁砂、石英和萤石，要求金红石中TiO2的含量为96％；硅灰石中CaSiO3的含量为67％；硅锰合金中Si22％，Mn78％；铁粉中Fe的含量为98％；镍粉中Ni的含量为99％；冰晶石中Na3AlF6的含量为98％；长石中SiO268％，Al2O318％；钛铁中Ti21％；硼铁中B21％；中碳锰铁中Mn80％；镁砂中MgO的含量为98％；石英中SiO2的含量为98％；萤石中CaF2的含量为98％。并将以上所有原料粉碎到能通过60目筛子的粉末；
2.按以下原料的重量百分比配制本发明的药芯：
金红石33％；硅灰石2％；硅锰合金16％；铁粉17.5％；镍粉3.5％；冰晶石1％；长石5.5％；钛铁2％；硼铁0.5％；中碳锰铁5.5％；镁砂4％；石英6％；萤石3.5％；
3.将步骤2的粉末放入混粉机内混合40分钟；
4.将0.8×12mm(厚×宽)低温钢钢带轧成U形，向U形槽中加入占焊丝总重17％的药芯；
5.成形机将U形槽合口，使药芯包裹其中；
6.通过拉丝机，经过拉丝机逐道的拉拔和减径，最后到直径为1.2mm，得到最终产品。
本发明在CO2气体保护下进行焊接，焊接电流160～180A，焊接电压28～30V，焊接速度0.6m/min，气流量191/min。
实施例三：
以如下工艺制造：
1.准备药芯的原料：金红石、硅灰石、硅锰合金、铁粉、镍粉、冰晶石、长石、钛铁、硼铁、中碳锰铁、镁砂、石英和萤石，要求金红石中TiO2的含量为96％；硅灰石中CaSiO3的含量为67％；硅锰合金中Si22％，Mn78％；铁粉中Fe的含量为98％；镍粉中Ni的含量为99％；冰晶石中Na3AlF6的含量为98％；长石中SiO268％，Al2O318％；钛铁中Ti21％；硼铁中B21％；中碳锰铁中Mn80％；镁砂中MgO的含量为98％；石英中SiO2的含量为98％；萤石中CaF2的含量为98％。并将以上所有原料粉碎到能通过60目筛子的粉末；
2.按以下原料的重量百分比配制本发明的药芯：
金红石30％；硅灰石3％；硅锰合金16％；铁粉19％；镍粉3％；冰晶石2％；长石6％；钛铁2％；硼铁1％；中碳锰铁6％；镁砂3％；石英5％；萤石3％；
3.将步骤2的粉末放入混粉机内混合40分钟；
4.将0.8×12mm(厚×宽)低温钢钢带轧成U形，向U形槽中加入占焊丝总重17％的药芯；
5.成形机将U形槽合口，使药芯包裹其中；
6.通过拉丝机，经过拉丝机逐道的拉拔和减径，最后到直径为1.2mm，得到最终产品。
本发明在CO2气体保护下进行焊接，焊接电流160～180A，焊接电压28～30V，焊接速度0.6m/min，气流量191/min。
Claims (5)
1、一种低温钢药芯焊丝，其特征在于药芯由以下重量百分比的粉末状原料组成：
金红石28～33％；硅灰石1～3％；硅锰合金14～18％；铁粉16～21％；镍粉2～4％；冰晶石1～2％；长石5～7％；钛铁1.5～2.5％；硼铁0.5～1％；中碳锰铁5～6％；镁砂2.5～4％；石英4～6％；萤石1.5～3.5％。
2、根据权利要求1所述的低温钢药芯焊丝，其特征在于：所述的药芯由以下重量百分比的粉末状原料组成：
金红石30％；硅灰石3％；硅锰合金16％；铁粉19％；镍粉3％；冰晶石2％；长石6％；钛铁2％；硼铁1％；中碳锰铁6％；镁砂3％；石英5％；萤石3％。
3、根据权利要求1或2所述的低温钢药芯焊丝，其特征在于：所述的组成药芯各原料中主要成分的含量为：
金红石中TiO2的含量大于95％；硅灰石中CaSiO3的含量大于65％；硅锰合金中Si20-25％，Mn 75-80％；铁粉中Fe的含量不低于98％；镍粉中Ni的含量不低于99％；冰晶石中Na3AlF6的含量不低于98％；长石中SiO265-68％，Al2O317-25％；钛铁中Ti 20-22％；硼铁中B 20-22％；中碳锰铁中Mn 79-85％；镁砂中MgO的含量不低于98％；石英中SiO2的含量不低于98％；萤石中CaF2的含量不低于98％。
4、根据权利要求3所述的低温钢药芯焊丝，其特征在于：所述的药芯各组分原料颗粒的颗粒度要求不小于60目。
5、根据权利要求4所述的低温钢药芯焊丝，其特征在于：所述的不小于60目是指60目。
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