[发明专利]一种低碳钢带制备含金红石药芯粉的无缝管焊丝加工方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，尤其是一种低碳钢带制备含金红石药芯粉的无缝管焊丝加工方法。

背景技术

由金属带卷裹药芯能够制备出有缝金属管焊丝或是无缝金属管焊丝，从使用性能上讲无缝金属管焊丝远优于有缝金属管焊丝，无缝金属管焊丝多用于海洋工程或是大型舰船等尖端科技工业的制造，但无缝金属管焊丝的加工方法一直受到国外焊材厂商的技术保密和封锁。

有报道称国内已制备出无缝铝管焊丝，它采用熔炼铝或铝合金铸锭，经均匀化退火、扒皮后用双动挤压法填压金属卤化物并被挤压成管状焊丝毛坯，然后将管状焊丝毛坯拉拔减径后制备出无缝铝管焊丝。该加工方法只能用于如铝类熔点较低、塑性较好的金属，对于如钢类熔点较高、塑性较差的金属不适用。

另据称，有采用振动加粉的加工方法来生产无缝碳钢管焊丝，但该加工方法的最大问题是不能实现连续化生产，导致生产效率低，加工出的焊丝长度有限，振动加粉时容易出现药粉分层现象，药粉分层会导致焊丝的成分不均匀，影响焊接质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种低碳钢带制备含金红石药芯粉的无缝管焊丝加工方法，该无缝管焊丝加工方法主要解决一下问题：

对低碳钢带提出技术要求；对金红石药芯粉的配制比例提出要求；对低碳钢带被轧制成直径为D的有缝管以及最终制备出含金红石药芯粉的无缝管焊丝的加工过程提出要求；无缝管焊丝的各项技术指标参考值。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种低碳钢带制备含金红石药芯粉的无缝管焊丝加工方法，所述低碳钢带的化学成分按重量百分比的含量要求如下：

C：≤0.15%、Mn：≤0.60%、S：≤0.025%、P：≤0.1%，余量为Fe；

所述低碳钢带的性能指标要求如下：

显微硬度不大于180 HV，抗拉强度不小于270 MPa，断后伸长率不小于38%；

所述金红石药芯粉中含有金红石、脱水长石、硅铁、钛铁、金属锰、锆英砂、镁砂、石英、金属锆以及铁粉；

无缝管焊丝加工方法涉及到第一轧辊机、加药装置、第二轧辊机、激光焊接机、高频焊接机、高频退火、冷拔机以及镀铜；设定低碳钢带的宽度=3.14D，其中D为有缝管的轧制直径；

本发明的特征如下：

按重量百分比将30～50%的金红石、2～5%的脱水长石、5～10%的硅铁、1～8%的钛铁、5～15%的金属锰、2～5%的锆英砂、3～8%的镁砂、2～6%的石英、0.5～2%金属锆以及余量的铁粉充分搅拌均匀制成所述金红石药芯粉，然后将所述金红石药芯粉存放于所述加药装置中待用；

将宽度=3.14D的所述低碳钢带通过所述第一轧辊机先被轧制成U形钢带，所述U形钢带的轧制速度控制在2～10m/s，在2～10m/s的轧速下通过所述加药装置往所述U形钢带中填充已配制好的所述金红石药芯粉，所述金红石药芯粉在所述U形钢带中的填充率控制在14～18%，填充完所述金红石药芯粉的所述U形钢带再通过所述第二轧辊机被轧制成直径为D的有缝管，此时所述有缝管的轧制速度与所述U形钢带的轧制速度匹配，所述有缝管的轧制缝再经所述激光焊接机或是所述高频焊接机的在线连续焊合被加工成直径为D的无缝管焊丝管坯，所述在线连续焊合的焊速与所述U形钢带的轧制速度匹配，所述激光焊接机的功率控制在2000～10000W，所述高频焊接机的功率控制在1000～10000W，之后将所述无缝管焊丝管坯在所述在线连续焊合的焊速下实施所述高频退火，所述高频退火的温度控制在500～1200 ℃，经所述高频退火的所述无缝管焊丝管坯空冷至室温后再通过冷拔机被减径至D₁无缝管焊丝，所述D₁≥1.0mm且D₁＜D，所述无缝管焊丝再按常规技术进行所述镀铜，所述镀铜后即可制备出含有金红石药芯粉的无缝管焊丝。

上述金红石药芯粉按重量百分比的最佳配制比例和对应的加工参数如下：

30%的金红石、5%的脱水长石、6%的硅铁、5%的钛铁、15%的金属锰、3%的锆英砂、3%的镁砂、6%的石英、0.5%的金属锆以及余量的铁粉；

所述轧制速度2 m/s，所述填充率16%，所述激光焊接机的功率控制在2000 W，所述高频退火的温度控制在500 ℃，所述D₁=1.2mm。

上述金红石药芯粉按重量百分比的最佳配制比例和对应的加工参数如下：