[发明专利]适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝及制造方法

说明书

本发明涉及一种适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝及制造方法，所述焊丝包括SPHC钢带外皮和填充药粉，填充药粉成分及含量占药芯总重量的百分比如下：金红石：32‑42%，石英：2‑3%，氟化钠：1.5‑2.5%，锆英砂：2‑3%，长石：3‑5%，锰硅合金：14‑16%，电解锰：3‑5%，低碳锰铁：3‑5%，铝镁合金：2‑3%，硼铁：0.3‑0.5%，镍粉：4‑6%，余量为铁粉，药粉填充率为14‑16%；本发明提供的制造方法为在线填粉并焊合，利用轧辊和拉丝模具减径到Ф1.2mm‑Ф1.6mm，减径过程中进行700℃保温3h退火；本发明提供的适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝，在CO₂气体保护作用下，焊接电弧稳定，具有良好的全位置焊接工艺性，可进行平焊、立向上、横焊和仰焊，焊缝成形美观。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，具体来说是一种适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝及制造方法。

背景技术

随着经济社会的发展，海洋工程装备、船舶建造和桥梁用钢板强度级别逐渐增大，特别是海洋工程装备和船舶长年浸泡在大海中，因此对钢板和焊缝的强度、耐腐蚀性、冲击韧性和抗裂性要求越来越高。

460MPa级钢板具有良好的力学性能和焊接性能，广泛应用于海洋平台装备、船舶建造和桥梁，但与其相配套的焊材因技术要求比较高，尤其低温冲击韧性的稳定性和抗裂性难以保证，因此该强度级别药芯焊丝主要依靠进口，但国外焊材价格较高，且供货无法保证，造成海洋平台、船舶建造和桥梁工期延误。

相比有缝药芯焊丝，无缝药芯焊丝因在制造过程中采用在线填粉，填充率稳定，无空管串粉现象，从而保持药粉的均匀性以获得稳定的低温冲击韧性；在线焊合的方法可有效避免空气中水蒸气进入到药粉，拉丝减径过程中因需经过退火处理，退火过程中药粉里的氢原子会从焊丝中溢出，因此无缝药芯焊丝能有效降低扩散氢的含量，扩散氢维持在3.5ml/100g以下的水平，扩散氢的降低带来焊缝的抗裂性增强。

因此，针对目前海洋工程、船舶建造和桥梁用460MPa级药芯焊丝的现状，开发出性能稳定的无缝药芯焊丝迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝及制造方法，适用于海洋工程、舰船制造和桥梁等技术领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝，所述焊丝包括SPHC钢带外皮和填充药粉，填充药粉成分及含量占药芯总重量的百分比如下：金红石：32-42%，石英：2-3%，氟化钠：1.5-2.5%，锆英砂：2-3%，长石：3-5%，锰硅合金：14-16%，电解锰：3-5%，低碳锰铁：3-5%，铝镁合金：2-3%，硼铁：0.3-0.5%，镍粉：4-6%，余量为铁粉，药粉填充率为14-16%。

所述焊丝直径为1.2mm-1.6mm。

所述SPHC钢带外皮的性能要求保证值为显微硬度不大于188HV，抗拉强度不大于340MPa，伸长率不小于44%。

一种如上所述的适用于全位置焊接的460MPa级无缝药芯焊丝的制造方法，采用在线填粉并焊合的方法制造成无缝药芯焊丝，利用轧辊和拉丝模具减径到Ф1.2mm-Ф1.6mm，减径过程中进行消除应力退火。

所述的退火条件为700℃保温3h。

本发明药粉各组分的设计原则如下：金红石是主要的造渣剂、稳弧剂，改善焊缝成形，减少飞溅，全位置焊接不可缺少；当药芯中的金红石量太低，难以体现上述特征，金红石量太高，会造成焊缝中氧含量的增加，低温冲击韧性下降，渣层太厚，影响气体溢出，造成表面压坑的存在。金红石占药芯总重量的百分比为32-42%时效果最佳；