[发明专利]一种大拘束条件抗热裂纹无缝药芯焊丝

说明书

本发明涉及大拘束条件抗热裂纹无缝药芯焊丝，属于焊接材料领域，包括焊丝外皮和药芯粉；所述焊丝外皮采用低碳钢带；按照质量百分比，所述药芯粉包括金红石30%‑40%、石英2%‑4%、氧化铝1%‑2%、铝镁合金1%‑2%、镁粉2%‑4%、低碳锰铁4%‑6%、金属锰5%‑9%、锆英砂1%‑2%和氟化钠1%‑2%，余量为铁粉。利用通过合理的配方及成分设计，能够在大拘束条件的工况条件下匹配陶瓷衬垫进行焊接，焊接完成焊道无热裂纹，同时焊接工艺性良好，可实现全位置焊接。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，进一步地，涉及一种无缝药芯焊丝。

背景技术

近年来，焊接材料产品的结构调整和产品升级过程将明显加快，其中，由于药芯焊丝能够实现连续自动焊接，推进了焊接技术的自动化、高效化发展，在桥梁、压力容器、汽车、铁路运输、管道、海洋工程、电站建设、采矿、石化、建筑机械、重型机械及高层建筑等行业，药芯焊丝也得到广泛应用，目前船舶建造行业已普遍采用CO₂气保护药芯焊丝来焊接船舶结构，使用率达到80％以上。

在造船行业中，分段建造、船体合拢中内底板、甲板的拼接焊缝等大拘束条件下，采用药芯焊丝匹配陶瓷衬垫进行打底焊接，可以提高工作效率，但焊道焊缝正面时常产生焊接热裂纹，具体表现为在焊缝正面的中心会产生长短不一、深浅不同的纵向裂纹，其中短小较浅的纵向裂纹多数情况下在多道焊后会被熔透而消除，但长而深的裂纹则有时会发生未熔透的情况，存在很大的安全隐患，严重影响生产效率和结构安全。

中国专利公开号CN201610955632.2、CN201810385371.4分别提出了一种抗热裂纹焊丝，但其均为不锈钢药芯焊丝，中国专利公开号CN201910179963.5提出了一种高抗裂性药芯焊丝，但其应用仅为常规场合，并未明确在大拘束条件工况下的应用，且此焊丝结构形式为有缝焊丝。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种大拘束条件抗热裂纹无缝药芯焊丝，利用通过合理的配方及成分设计，能够在大拘束条件的工况条件下匹配陶瓷衬垫进行焊接，焊接完成焊焊道无热裂纹，同时焊接工艺性良好，可实现全位置焊接。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种大拘束条件抗热裂纹无缝药芯焊丝，包括焊丝外皮和药芯粉；所述焊丝外皮采用低碳钢带；按照质量百分比，所述药芯粉包括金红石30％-40％、石英2％-4％、氧化铝1％-2％、铝镁合金1％-2％、镁粉2％-4％、低碳锰铁4％-6％、金属锰5％-9％、锆英砂1％-2％和氟化钠1％-2％，余量为铁粉。

作为对上述方案的进一步优化，所述低碳钢带的碳含量小于0.03％，避免钢带中引入过多的碳。

作为对上述方案的进一步优化，所述铝镁合金中Al、Mg质量比为1：1。

作为对上述方案的进一步优化，所述低碳锰铁中C小于0.2％。

作为对上述方案的进一步优化，所述药芯粉的填充率为13％-15％。

作为对上述方案的进一步优化，所述无缝药芯焊丝的直径为1.2mm。

有益效果：

本发明中所述的无缝药芯焊丝药芯粉主要组成物金红石，其作用是主要的造渣剂和电弧稳定剂，其主要成分TiO₂熔渣凝固温度高，TiO₂的作用为调节熔渣凝固速度，使得熔渣变为短渣，能适应全位置焊接，此外金红石中的TiO₂的在焊接过程中可向熔池中过渡Ti，改善熔池的结晶，降低产生结晶裂纹的风险。为使得熔渣得到合适的熔点和粘度，改善焊缝的成型和脱渣，同时也避免向焊缝金属中过多的引入Ti，金红石加入量以30％-40％为宜。