本發明屬于焊接材料
技術領域：
，具體涉及一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲。
背景技術：
：隨著國民經濟的發展，我國對能源的需求越來越大，由于國際原油價格的迅速攀高及陸上石油資源的迅速銳減，海洋油氣開發已經成為世界各國的能源開發熱點。國家在投入大量人力財力進行海洋裝備系統開發的同時，對于油氣輸送用鋼，也提出了更高的要求。油氣運輸中既有硫化氫腐蝕，又有海水腐蝕，因此要求鋼板具有良好的抗硫化氫腐蝕能力，同時具有良好的抗海水腐蝕能力。藥芯焊絲作為一種鋼板焊接的重要焊接材料，在配套耐蝕鋼焊接的過程中，要求其焊縫金屬不僅具有高強度、高韌性的特點，而且具有良好的抗硫化氫腐蝕以及耐海水腐蝕的能力，因此，研制一種既抗硫化氫腐蝕又耐海水腐蝕的藥芯焊絲，對于推動我國油氣建設具有重要的作用，目前現有技術中還沒有完全符合上述要求的藥芯焊絲。技術實現要素：本發明提出一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，該藥芯焊絲電弧穩定性好、飛濺少、煙塵小、脫渣容易，適用于焊接硫化氫腐蝕和海水腐蝕環境服役的耐蝕鋼。本發明的技術方案是這樣實現的：一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO215～25％、KF2～6％、二氧化硅4～10％、二氧化鋯0.4～0.8％、鈦鐵合金3～6％、石墨5～10％、碳化硼3～7％、硅錳合金2～8％、鎳6～10％、氧化鋁2～6％、三氧化二鐵0.5～1.5％與銅0.5～2.5％，余量為鐵粉；所述藥芯的填充率為30～40％。進一步，所述錳硅合金中錳的含量為65～75％。進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO220％、KF3％、二氧化硅5％、二氧化鋯0.6％、鈦鐵合金4％、石墨6％、碳化硼5％、硅錳合金6％、鎳8％、氧化鋁4％、三氧化二鐵1％與銅1.5％，余量為鐵粉。進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO215％、KF6％、二氧化硅10％、二氧化鋯0.4％、鈦鐵合金3％、石墨10％、碳化硼3％、硅錳合金2％、鎳10％、氧化鋁2％、三氧化二鐵0.5％與銅2.5％，余量為鐵粉。進一步，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO225％、KF3％、二氧化硅4％、二氧化鋯0.8％、鈦鐵合金4％、石墨6％、碳化硼7％、硅錳合金8％、鎳6％、氧化鋁6％、三氧化二鐵1.2％與銅0.6％，余量為鐵粉。進一步，藥芯焊絲的直徑為1.6mm。進一步地，所述低碳鋼外皮包括以下組分，以全部焊絲的重量百分比計，分別為：C：0.01-0.10％；Mn：0.1-0.4％；Si：0.01-0.03％；S：0.005-0.015％；P：0.005-0.015％；余量為鐵。二氧化鈦：主要作用是穩弧、造渣，調整熔渣物理性能，改善焊縫成型和減少飛濺。若含量過低，則不易形成短渣，對立、橫位置焊不利；若含量太高，則明顯影響綜合力學性能。鉬鐵：鉬細化焊縫金屬晶粒尺寸，能顯著提高焊縫金屬強度，但過高會影響焊縫金屬韌性。為了控制過渡到焊縫金屬的鉬含量，主要來源于鉬鐵。Mo能顯著提高焊縫金屬強度，主要來源于鉬鐵。鉬鐵占焊絲總重量的0.1～0.3％。但大于0.3％會影響焊縫金屬韌性，小于0.1％時對其強度影響不大。鐵粉：藥芯中加入鐵粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于穩弧，為了保證高的熔敷效率、主要來源于還原鐵粉或霧化鐵粉。SiO2是一種酸性物質，降低了堿度，能影響抗氣孔能力，SiO2參與造渣，調整渣的凝固點、表面張力及熔渣高溫粘度，對焊縫成形的控制非常重要。氧化鋁是高熔點物質，在配方中使用，提高熔渣表面張力的提高熔渣溫度，起到改善焊縫成型起著穩弧、造渣的作用。三氧化二鐵，在配方中使用，提高熔渣表面張力的提高熔渣溫度，起到改善焊縫成型起著穩弧、造渣的作用。KF可以去氫，加入量大時電弧穩定性不好，增加焊接飛濺和煙塵，加入量少去氫能力不足，容易出現氣孔壓坑。Ni作為抗腐蝕元素加入，同時Ni對提高低溫沖擊韌性有利。但Ni含量過高則會增大熱裂敏感性。鈦鐵合金中Ti的質量百分比為25.0～35.0％，作為主要脫氧劑加入，同時過渡Ti元素，細化晶粒。碳化硼與其他組分協調作用，增強藥芯焊絲的耐腐蝕性能。本發明的有益效果：1、本發明的耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，其焊接工藝性能良好，電弧穩定性好、飛濺少、煙塵小、脫渣容易、焊縫正反面成型好。2、具有優良焊接工藝性能。保證焊縫具有高強度、高韌性、擴散氫含量低(水銀法平均值4.8ml/100g)。3、焊絲具有良好的力學性能，熔敷金屬韌性良好，抗拉強度大于610MPa，延伸率大于28％，-20℃沖擊吸收能量達到75J。4、按照NACETM0284-2003標準要求的抗HIC要求進行檢測，裂紋敏感率(CSR)≤2％，裂紋長度率(CLR)≤13％，裂紋厚度率(CTR)≤4％；按照NACETM0177-2005標準A方法標準進行拉伸試驗，試驗使用純氮、硫化氫氣體，采用分析純化學劑，溶液由溶解在蒸餾水中的5.0％的氯化鈉和0.5％的冰醋酸組成，試驗按照標準進行720h，加載比例為材料的90％最小屈服強度，試樣無任何開裂和裂紋產生；按照《中國船級社原油油船貨油艙耐腐蝕鋼材檢驗指南》對焊接接頭進行耐腐蝕試驗，其中模擬上甲板工況條件的試驗進行98天，模擬內底工況條件的試驗進行180h，母材和焊縫金屬之間無不連續表面(如呈階梯狀)，滿足耐蝕要求。具體實施方式實施例1一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO215％、KF6％、二氧化硅10％、二氧化鋯0.4％、鈦鐵合金3％、石墨10％、碳化硼3％、硅錳合金2％、鎳10％、氧化鋁2％、三氧化二鐵0.5％與銅2.5％，余量為鐵粉。本實施例焊接參數：I＝340-350A、U＝32-33V、氣體流量25L/min、采用CO2氣體保護，CO2氣體純度99.98％以上，其焊絲熔敷金屬化學成分見表1，熔敷金屬力學性能見表2：表1熔敷金屬化學成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0731.330.320.00820.0150.0150.13表2熔敷金屬力學性能抗拉強度(MPa)屈服點(MPa)延伸率(％)-20℃沖擊功(J)6124522976實施例2一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO220％、KF3％、二氧化硅5％、二氧化鋯0.6％、鈦鐵合金4％、石墨6％、碳化硼5％、硅錳合金6％、鎳8％、氧化鋁4％、三氧化二鐵1％與銅1.5％，余量為鐵粉。其余與實施例1相同，其焊絲熔敷金屬化學成分見表3，熔敷金屬力學性能見表4：表3熔敷金屬化學成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0821.360.280.00820.0110.0140.13表2熔敷金屬力學性能抗拉強度(MPa)屈服點(MPa)延伸率(％)-20℃沖擊功(J)6164623080實施例3一種耐腐蝕鋼用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和藥芯，按照重量百分數計算，以藥芯總重量為基準，所述藥芯的組分為：TiO225％、KF3％、二氧化硅4％、二氧化鋯0.8％、鈦鐵合金4％、石墨6％、碳化硼7％、硅錳合金8％、鎳6％、氧化鋁6％、三氧化二鐵1.2％與銅0.6％，余量為鐵粉。其余與實施例1相同，其焊絲熔敷金屬化學成分見表5，熔敷金屬力學性能見表6：表5熔敷金屬化學成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0841.320.280.00810.0110.0130.12表6熔敷金屬力學性能實施例4實施例1-6所制備的藥芯焊絲的對接接頭耐腐蝕性能。其中模擬上甲板工況條件的試驗進行98天，模擬內底工況條件的試驗進行180h，見表7。表7焊接接頭耐腐蝕試驗以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3