[发明专利]一种用于耐硫酸露点腐蚀钢的气体保护药芯焊丝及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接材料，具体涉及一种用于耐硫酸露点腐蚀钢的气体保护药芯焊丝。

背景技术

使用重油或含硫燃料的设备或制备硫酸的工业设备中，由于保温不良导致三氧化硫结合烟气中的水蒸气在管道温度较低的地方冷凝成液体，从而导致管道腐蚀称为露点腐蚀，又称冷端腐蚀。

由此使用钢材需要有良好的耐硫酸露点腐蚀性能，如JNS耐酸钢、PNS耐酸钢、ND钢(09CrCuSb)等，目前国内外最理想的耐硫酸低温露点腐蚀用钢材是09CrCuSb，与此类钢材匹配的焊接材料有手工焊条、气保实心焊丝、TIG焊丝，且与钢材匹配的焊接材料应满足以下几点：焊缝金属的耐硫酸露点腐蚀、熔敷金属和焊接接头性能优异，较目前常用焊材的焊接工艺性能更好，效率更高、综合成本低、更加节能，并且更加适合自动化生产。但是，目前还没有相匹配的药芯焊丝产品。

发明内容

针对现有耐硫酸露点腐蚀钢焊接材料上所存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种性能优异的，与之匹配的气体保护药芯焊丝。

本发明的目的之二在于针对上述的药芯焊丝，提供相应的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

针对目的1：一种用于耐硫酸露点腐蚀钢的气体保护药芯焊丝，所述药芯焊丝由外皮和焊丝药芯组成，所述焊丝药芯包括的各组分和所占重量百分比如下：

在该药芯焊丝的优选方案中，所述药芯焊丝的外皮采用低碳钢带，填充率为12％～20％。

进一步的，所述金属芯焊丝焊接时的保护气体为纯度大于99.5％的CO₂。

针对目的2：一种用于耐硫酸露点腐蚀钢的气体保护药芯焊丝的制备方法，所述制备方法，首先将上述焊丝药芯的各组分按照相应的重量百分比进行预处理和配制，混合均匀后再烘干制备成填充药粉，接着将钢带通过成型轧辊轧制“U”型，然后填入药粉轧制成管状，再经拔丝减径至规定规格的药芯焊丝成品。

在该制备方法中，所述药粉的填充率在12～20％之间。

基于上述方案形成的耐硫酸露点腐蚀钢的药芯焊丝，比目前常用的焊接材料节能高效、综合成本低、焊接工艺性能好，并且适合自动化生产设备使用。完全满足了匹配耐硫酸露点腐蚀钢种的焊接材料的要求，焊缝金属与基体耐蚀性能相当，熔敷金属与基体金属性能相当，融合良好。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实例，进一步阐述本发明。

本发明提供的气体保护药芯焊丝，能够与耐硫酸低温露点腐蚀用钢材相匹配，该气体保护药芯焊丝由低碳钢带外皮和焊丝药芯组成，其中药芯各组分及所占比例是：

以上比例为重量百分比。

由此构成的气体保护药芯焊丝焊缝金属耐硫酸露点腐蚀，由于该气体保护药芯焊丝的焊丝药芯主要含Cu、Cr、Sb等抗硫酸露点腐蚀的合金元素(其中Cu、Cr合金元素以铁合金方式加入，元素Sb是组分中的Sb₂O₃)，Cu与S反应在钢板表面形成致密的Cu₂S膜，进而隔离Fe同硫酸溶液的接触，从而降低钢的腐蚀速度；Cr在Cu的配合下耐硫酸效果才明显，但在熔敷金属中含量控制不大于1％；钢中Sb元素能抑制阳极反应，同时在钢表面形成Cu₂Sb膜阻止硫酸腐蚀。合金元素的合理配比能够使钢在腐蚀过程中生成富含添加元素的致密腐蚀产物，并且使腐蚀电位向钝化区移动，同时保持相对较低的维持钝化的电流，防止硫酸进一步腐蚀。

由上可知，本药芯焊丝焊缝金属耐硫酸露点腐蚀、熔敷金属和焊接接头性能优异，药芯焊丝较目前常用的焊条、气保实心焊丝、TIG焊丝等焊接工艺性能更好，效率更高、综合成本低、更加节能，并且更加适合自动化生产。

针对上的气体保护药芯焊丝，通过如下步骤完成制备：

首先，将上述气体保护药芯焊丝中焊丝药芯的组分材料，按照相应的重量百分比进行预处理和配制，混合均匀后再烘干制备成填充药粉；

接着，在成形机组上将低碳冷轧碳钢钢带轧制成U形槽；

再者，经加粉机组将制备的填充药粉按一定填充率加入钢带的U形槽中，药粉填充率控制在12～20％，并轧制成管状；

最后，经过拉拔减径至规定规格的管状药芯焊丝成品。