[发明专利]一种用于X70管线钢的自保护药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于X70管线钢的自保护药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，所述药芯包括按质量百分含量计的如下组分：氟化钡50％‑58％、氟化锂10％‑16％、氟化钾4％‑6％、氟化钙1％‑5％、氟化稀土1％‑5％，磁铁矿3％‑5％、钛铁矿1％‑4％、镁铝合金7‑15％、金属锰1％‑5％、金属镍3％‑6％，硅锆合金3％‑5％，石英3％‑8％、氧化铈1％‑6％，余量为铁粉。本发明能够有效地改善焊接工艺性能，提高焊接电弧稳定性，并保证了焊缝的造气造渣自保护能力，同时合理配比镁铝合金、金属锰、金属镍，并添加硅锆合金、氧化铈、氟化稀土，细化晶粒，增加焊缝针状铁素体的比例，降低焊缝硫磷含量，有效提高熔敷金属的低温冲击韧性，焊丝熔敷金属‑50℃V型缺口冲击吸收功可达到135J以上；且焊缝成形美观。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于X70管线钢的自保护药芯焊丝。

背景技术

近年来，石油管线工程建设得到了迅速发展，2018年全球油气长输管道总里程数上升至200万公里，我国油气长输管道网络已初步建成，早期油气管线建设，由于管线钢强度级别交较低，管径小，设计压力低等原因，采用普通的手工焊条即可，随着技术进步，自保护药芯焊丝在长输管道焊接中得到广泛应用。同时，管线钢的设计级别也不断提高，配套焊接材料的研发是管线建设材料技术升级换代中不可缺失的重要部分。目前市场上大量使用了X70管线钢，但配套成熟的自保护药芯焊丝产品在低温韧性等方面在不稳定。

专利CN 106944765 A公开了“一种用于X80管线钢的自保护药芯焊丝”，其采用氟化物和碳酸盐造气，自保护焊丝焊缝中的氮气孔随着碳酸盐的增加先增加而后降低，少量的碳酸盐添加，不能对消除氮气孔产生有益作用，而大量碳酸盐的增加使药芯焊丝中其他保护物质的量相对减少，其他物质的保护作用降低。

专利CN 103612034 A公开了“用于X70管线钢焊接的高韧性自保护药芯焊丝”，其采用氟化物和碳酸盐造气，三氧化二铝和三氧化二铝调节熔渣熔点、黏度和表面张力，氧化铈和氧化镧控制夹杂物尺寸，以及铝粉、铝镁合金、金属锰和金属镍作为合金剂。其具有较好的-40℃冲击韧性值，然而其配方组分较多且较复杂，且工艺程序较繁琐。

专利CN 104043912 A公开了“一种用于管线钢焊接用自保护药芯焊丝”，其采用硅酸铝和稀土氧化物作为造渣剂，草酸铝作为造气剂，以及锗、锰、硅作为脱氧剂，Ti、Ni、Al作为合金剂，达到自保护的目的，其在焊接过程中生成的烟尘较少，飞溅小，电弧稳定。然而其低温冲击韧性以及延伸率较低，-20℃低温冲击值仅60J左右。

专利CN 105345315 A公开了“一种适用于高钢级管道焊接的高Ni自保护药芯焊丝”，其提高金属镍的含量到12-25％从而提高熔敷金属冲击韧性的目的。配方组成主要为氟化物以及电解锰、镍粉和金属锆，其中金属锆的使用量为0.1％-0.6％。其熔敷金属具有较高的抗拉强度，而-20℃低温冲击韧性值仅为130J左右。

综合以上，目前自保护药芯焊丝的主要以氟化物和碳酸盐造渣造气保护，配合以强韧化合金成分调节力学性能，氧化物调节熔渣性能。然而这些专利配方焊丝的熔敷金属在力学性能上均存在一定劣势。因此，有必要设计一种新的用于X70管线钢的自保护药芯焊丝，以克服上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种X70管线钢的自保护药芯焊丝，能在满足强度要求的同时达到较好的低温冲击性能，适用于复杂的野外管线钢焊接工况。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种用于X70管线钢的自保护药芯焊丝，包括低碳钢带外皮和药芯，所述药芯包括按质量百分含量计的如下组分：氟化钡50％-58％、氟化锂10％-16％、氟化钾4％-6％、氟化钙1％-5％、氟化稀土1％-5％，磁铁矿3％-5％、钛铁矿1％-4％、镁铝合金7-15％、金属锰1％-5％、金属镍3％-6％，硅锆合金3％-5％，石英3％-8％、氧化铈1％-6％，余量为铁粉。