[发明专利]一种高耐蚀性药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及焊接材料领域，具体涉及一种高耐蚀性药芯焊丝。

背景技术

耐候钢具有抗大气腐蚀的能力，是因为合金元素在钢基体表面上形成了一层保护膜，降低了锈层的导电能力，阻碍了腐蚀锈层的快速生长。能提高耐大气腐蚀能力的合金元素有镍、铬、铜和磷，镍是比较稳定的元素，加入镍能使钢的自腐蚀电位向正方向变化，增加了钢的稳定性。铬能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，减缓锈层生长速度。钢中加入铜时，能提高钢的耐蚀性。磷在钢中能均匀溶解，有助于形成致密的保护膜。

轨道交通车辆在雨、雪、水和灰尘等恶劣环境条件下运行，车辆钢结构表面经常处于潮湿状态，加上车辆运输煤、矿石等商品时因含有硫，在有水分的情况下，易产生硫酸根，使电解质溶液带有强酸性从而加速了车辆钢结构的腐蚀。20世纪80年代以前，我国铁路货车钢结构基本采用普通碳素钢，抗大气腐蚀能力差、使用寿命短，货车运行一年半就要进行段修，5年要进行大修，不仅耗费大量修理费用，而且严重影响车辆的周转。

我国从1965年开始仿制耐候钢，1978年前后开始在铁路货车车体结构上试用耐大气腐蚀钢，1985年开始应用于铁路货车生产。进入90年代，成功研制出屈服强度为345MPa的Cu-P-Cr-Ni系列耐候钢，如09CuPCrNi，相对于Q345B腐蚀速率小于60％，耐腐蚀性比普通碳素结构钢提高40％左右。2003年研发了屈服强度为450MPa的高强度耐大气腐蚀钢，如Q450NQR1，相对于Q345B腐蚀速率小于55％，尽管Q450NQR1相比09CuPCrNi强度提高了，但二者耐腐蚀性基本相当。

2010年，为了提高新一代铁路货车耐大气腐蚀性能、延长车辆使用寿命，提出了研发与Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢强度相等但腐蚀性提高30％～50％的高耐蚀型耐候钢的计划，随后宝钢、武钢成功研发了S450EW新型高耐蚀型耐候钢，并在我国70t级敞车上成功应用。

为解决S450EW新型高耐蚀型耐候钢的焊接问题，宝钢和国内焊材企业先后开发了气体保护实心焊丝和手工电弧焊条，应用于车辆制造焊接生产。

气体保护实心焊丝易于实现半自动和自动化焊接，但存在焊接飞溅大、化学成分调配困难的缺点；手工焊条虽成分调配方便，但不能实现自动化焊接，焊接效率低，劳动强度大。药芯焊丝兼具气体保护实心焊丝和焊条两者的优点，易实现高效的半自动和自动焊，通过合理调配药芯成分，使药芯焊丝焊接电弧稳定、焊接飞溅小、焊缝成型美观，容易获得优良的耐大气腐蚀性能和焊缝力学性能，是近年来焊接材料发展的主要方向。

发明内容：

本发明目的在于提供一种耐大气腐蚀性能优良的新型高耐蚀型耐候钢焊接需求的药芯焊丝。

本发明的高耐蚀性药芯焊丝，采用低碳钢冷轧钢带和药芯制成，所述药芯由按质量百分比的下述组分构成：金红石20～35％，石英砂3～7％，镁砂1～3％，硅铝酸盐3～12％，氟化钠1～4％，氧化钠1～3％，低碳锰铁2～5％，硅铁1～4％，Ni 15～22％，Cr 5～12％，Cu 1～3％，钛铁1～3％，其余为铁粉。

优选为，金红石22～35％，石英砂3～6％，镁砂1～3％，硅铝酸盐3～10％，氟化钠1～4％，氧化钠1～3％，低碳锰铁2～5％，硅铁1～4％，Ni 15～20％，Cr 5～10％，Cu 1～3％，钛铁1～3％，其余为铁粉；

更优选为，金红石25～35％，石英砂3～6％，镁砂1～3％，硅铝酸盐3～9％，氟化钠1～3％，氧化钠1～3％，低碳锰铁2～4％，硅铁1～4％，Ni 15～20％，Cr 5～9％，Cu 1～3％，钛铁1～3％，其余为铁粉；

进一步优选为，金红石25～35％，石英砂3～6％，镁砂1～3％，硅铝酸盐3～8％，氟化钠1～3％，氧化钠1～3％，低碳锰铁2～4％，硅铁1～4％，Ni 15～18％，Cr 5～9％，Cu 1～2％，钛铁1～2％，其余为铁粉；

更进一步优选为，金红石28～35％，石英砂3～6％，镁砂1～3％，硅铝酸盐3～8％，氟化钠1～2％，氧化钠1～3％，低碳锰铁2～4％，硅铁1～4％，Ni 15～18％，Cr 5～8％，Cu 1～2％，钛铁1～2％，其余为铁粉。

以低碳钢冷轧钢包覆为外皮，通过成型轧辊加工成U型槽，在槽中添加药粉，药粉由上述按质量百分比计的组分研磨成粉得到，然后轧成管状，最终通过拉丝加工成型，即可得到本发明的高韧性耐大气腐蚀药芯焊丝。