[发明专利]用于X100管线钢全位置焊接的焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种用于X100管线钢全位置焊接的焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。

背景技术

近年来，我国的钢铁冶炼和制管水平大幅度提升，X70等高钢级管线钢得到大规模应用，X80管线钢也已开始投入工业性应用，X100、X120管线钢的研制开发也已获得成功，但与之相对应的是高等级管线钢焊接材料的研制和成套工艺技术及产品开发的相对落后，如不加快步伐，将成为制约我国高等级管线钢行业发展的瓶颈。因此，在国内研制出焊接工艺性能好、力学性能优、施工效率高以及能满足全位置焊接施工的自保护药芯焊丝显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于X100管线钢全位置焊接的焊丝，该焊丝的焊接工艺性能及力学性能优异，满足高强度管线钢的焊接要求。

本发明的另一个目的是提供上述用于X100管线钢全位置焊接的焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，用于X100管线钢全位置焊接的焊丝，包括药芯和外皮，药芯按质量百分比由以下组分组成：氟化物40％～60％，氧化物10％～20％，碳酸盐2％～6％，Al-Mg合金粉12％～16％，镍粉2％～10％，铬粉2％～5％，钼粉3％～8％，电解金属锰5％～10％，铌铁0％～3％，各组分的质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

外皮采用普通低碳冷轧钢带作为原材料制备得到。

氟化物为氟化钡和氟化锂的混合物。

氧化物为三氧化二铁和三氧化二铝的混合物。

碳酸盐为碳酸锂。

本发明所采用的另一个技术方案是，用于X100管线钢全位置焊接的焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按照质量百分比分别称取氟化物40％～60％，氧化物10％～20％，碳酸盐2％～6％，Al-Mg合金粉12％～16％，镍粉2％～10％，铬粉2％～5％，钼粉3％～8％，电解金属锰5％～10％，铌铁0％～3％，各组分的质量百分比之和为100％；

步骤2，将氟化物、氧化物和碳酸盐在混粉机中进行干混处理后放进喷雾式造粒机中，用水做粘结剂进行造粒，颗粒粒径控制在2～3mm；

步骤3，将步骤2得到的颗粒经过烧结后破碎，筛选出粒度为60～100目的药粉；

步骤4，将步骤3得到的药粉与Al-Mg合金粉、镍粉、铬粉、钼粉、电解金属锰和铌铁混合均匀，得到药芯粉末；

步骤5，将步骤4得到的药芯粉末放在药芯焊丝生产设备加料机上，将宽14mm、厚0.6mm的普通低碳冷轧钢带防在放带机上，经过钢带清洗设备，进行碱洗、温水清洗、烘干处理后进行轧U型槽与加粉操作，控制填充率25±0.5％，随后通过成型机进行钢带合口，形成直径4.0mm的焊丝；

步骤6，将步骤5得到的焊丝在进粗拉设备，经过6道减径处理，然后在精拉生产线的放线机上，进行9级减径的精拉处理，得到直径1.2mm的焊丝。

本发明的特点还在于，

步骤1中氟化物、氧化物和碳酸盐，在称取前在250℃下烘1.5h；Al-Mg合金粉、镍粉、铬粉、钼粉、电解金属锰和铌铁，在称取前在150℃下烘1.5h。

步骤1中氟化物为氟化钡和氟化锂的混合物；氧化物为三氧化二铁和三氧化二铝的混合物；碳酸盐为碳酸锂。

步骤2中干混处理时间为0.5～0.8h。

步骤3中烧结温度为700～750℃，时间为0.5～0.8h。

本发明的有益效果是，

1.本发明用于X100管线钢全位置焊接的焊丝，通过控制脱氮、氧剂(Al-Mg合金粉、锰铁)的加入，再配以氟化物及碳酸盐的造渣、造气功能，达到很好的渣-气-金三位一体的自保护效果；起弧及稳弧性能良好，熔池流动性好，飞溅颗粒细小，焊后熔渣覆盖均匀，脱渣容易，焊缝成型细致美观。

2.本发明用于X100管线钢全位置焊接的焊丝的制备方法，药粉经预处理后，颗粒度较为均匀，矿物粉的比重得到很大提高，药粉的填充率能够很好的控制，同时，药粉的流动性较好，生产出来的焊丝药粉均匀，性能稳定。

附图说明

图1是使用本发明实施例1制备的焊丝焊接后焊缝中心的金相组织图；

图2是使用本发明实施例2制备的焊丝焊接后焊缝中心的金相组织图；

图3是使用本发明实施例3制备的焊丝焊接后焊缝中心的金相组织图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。