[发明专利]焊接超低温高锰钢用的埋弧焊焊剂、焊丝及制备方法

说明书

本发明公开了一种焊接超低温高锰钢用的埋弧焊焊剂，由以下成分制成：SiO₂3‑6重量份、MgO 30‑50重量份、Al₂O₃30‑40重量份、CaF₂10‑20重量份、TiO₂3‑10重量份、0Fe₂O₃≤3.0重量份、0S≤0.020重量份和0P≤0.015重量份。与现有的相比，本发明具有良好的焊接工艺性，脱渣优良、成形美观，机械性能更加优良，本发明焊丝焊剂焊接一种锰含量在13％以上的超低温高锰钢时可取代镍基母材及焊材并能满足‑196℃超低温要求。

技术领域

本发明涉及一种焊接领域，特别涉及一种用于焊接超低温高锰钢用的埋弧焊焊剂、焊丝及制备方法。

背景技术

由于镍基材料成本、资源等问题，希望有一种材料能替代镍基材料且各项性能与镍基材料相当。为此，经过研究，采用高锰钢来替代镍基材料，由于高锰钢特殊的成分，除了具有良好的耐磨性外，还具有良好的力学性能，常常被用于采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。如今常用的高锰钢的锰含量较低,这种钢机械加工困难，基本上都是以铸铁形式使用，在使用中受冷变形后，表层即产生显著硬化，用于耐磨性的条件下。但该类锰含量较低的高锰钢中的Mn含量偏低，普遍在13％以下，为了得到良好的机械性能，特别是良好的低温冲击韧性(-196℃)，近几年，在相关设计单位及钢厂的努力下，Mn含量在13以上的超低温高锰钢也已陆续完成开发并逐步推广应用，最近，Mn含量在20％以上的超低温高锰钢也初步完成产成品，正在试用阶段。开发的超低温高锰钢其成分、性能都到达一个良好的水平，由于此高锰钢正在试用阶段，对配套的焊接材料也是一个考验。

众所周知，锰含量越高，对焊接材料的工艺、力学性能是一个较大的难度，母材及焊接材料的Mn含量越高，其焊接过程中冶金反应的程度将更加明显，对焊接工艺性能要求较高，经过近年的发展，为了提高钢的蠕变强度、持久强度和组织的稳定性，在钢中加入了少量的铬、镍、钼、铜等元素，但如何保障在焊接后，焊接接头在超低温、高压等各种腐蚀介质条件下具有与母材同样地性能，是对焊接材料的考验，在现有的焊接材料中，虽然公开了一些埋弧焊剂，如CN107206549A(埋弧焊用焊剂)，但其公开的焊剂用于焊接本发明的高猛钢(如锰碳比20)，焊接后焊缝内部有气孔、夹渣和裂纹，焊缝金属低温冲击韧性(-196℃)低于90J，不能适用于窄间隙的焊接，接接头抗拉强度低，焊缝不规整。

发明内容

本发明的目的之一就在于提供一种超低温高锰钢埋弧焊用的埋弧焊焊剂和焊丝，该埋弧焊焊剂和焊丝组合专门用于-196℃超低温需求高锰钢的埋弧焊接。

技术方案是：一种焊接超低温高锰钢用的埋弧焊焊剂，由以下成分制成：

SiO₂ 3-6重量份、MgO 30-50重量份、Al₂O₃ 30-40重量份、CaF₂ 10-20重量份、TiO₂3-10重量份、0Fe₂O₃ ≤3.0重量份、0S≤0.020重量份和0P≤0.015重量份。

作为优选，所述SiO₂ 3-6重量份、MgO 30-40重量份、Al₂O₃ 30-40重量份、CaF₂ 15-18重量份、TiO₂ 3-6重量份、Fe₂O₃ 2-3重量份、S 0.014-0.015重量份、P 0.010-0.015重量份。

作为优选，所述SiO₂ 6重量份，MgO 30重量份，Al₂O₃ 40重量份，CaF₂ 15重量份，TiO₂ 3重量份，Fe₂O₃ 3重量份，S 0.015重量份，P 0.010重量份。