[发明专利]一种舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料领域，涉及一种舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝，包括外皮和药芯，药芯的化学成分为：纳米中空笼状碳‑钌复合微球0.15％‑0.20％，纳米锆酸镧6.2％‑7.5％，纳米镍粉32％‑38％，锰粉2.2％‑3.2％，钒粉0.21％‑0.30％，FLM4铝镁合金粉2.0％‑2.8％，氟化钙粉3.2％‑4.0％，金红石粉3.5％‑4.5％，大理石粉3.6％‑4.2％，余量为FHT100·25还原铁粉。本发明熔敷金属具有高的抗拉强度(621‑692MPa)和适当的屈服强度(242‑255MPa)、极高的韧性(断后伸长率不小于39.5％)、低屈强比(≤0.39)，耐腐蚀性符合使用要求。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝。

背景技术

随着国防、造船、工业、渔业的飞速发展，舰船用铁镍合金板材的应用越来越广，中国船舶工业总公司部标准CB 1330《舰船用铁镍合金板材规范》对其提出了详细的技术要求。舰船用铁镍合金板材组成构件的主要技术是焊接工艺，为了与舰船用铁镍合金板材配套，其焊接接头熔敷金属的要求应满足：①断后伸长率不小于35％；②抗拉强度不小于520MPa、屈服强度不小于220MPa，屈强比不大于0.42；③耐腐蚀性好。由于其使用的特殊性，板材需要采用配套的专用焊接材料。为了达到使用目的，一般采用性能优异的药芯焊丝进行焊接，目前尚未发现与舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝相关的文献报道。

中国专利CN109304464A公开了一种电解水产氢用中空笼状碳/Ru复合微球及其制备方法，通过水热法制出了中空笼状碳/Ru复合微球，但其只应用于电解水产氢方面，未见其应用于制备高性能药芯焊丝领域的相关文献报道。

舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝的研制是目前急待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝，解决如下技术问题：①熔敷金属的断后伸长率不小于35％；②熔敷金属的抗拉强度不小于520MPa、屈服强度不小于220MPa，屈强比不大于0.42；③熔敷金属的耐腐蚀性好。

本发明采用如下技术方案：

一种舰船用铁镍合金板材焊接用配套药芯焊丝，包括外皮和药芯，所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：纳米中空笼状碳-钌复合微球0.15％-0.20％，纳米锆酸镧6.2％-7.5％，纳米镍粉32％-38％，锰粉2.2％-3.2％，钒粉0.21％-0.30％，FLM4铝镁合金粉2.0％-2.8％，氟化钙粉3.2％-4.0％，金红石粉3.5％-4.5％，大理石粉3.6％-4.2％，余量为FHT100·25还原铁粉。

所述纳米中空笼状碳-钌复合微球的外径为300nm-360nm，内径220nm-280nm，介孔直径30nm-40nm，钌的粒径为2.5nm-3.5nm，所述纳米中空笼状碳-钌复合微球的中空笼状碳微球的内壁和外壁上均负载有钌，钌的质量分数为纳米中空笼状碳-钌复合微球质量的22％-28％。

进一步的，所述纳米锆酸镧的粒径为20nm-30nm。

进一步的，所述纳米镍粉的粒径为40nm-60nm。

由于小尺寸效应，纳米镍粉的熔点大大降低，在粒径为40nm-60nm时远远小于微米级镍的熔点(1453℃)，可以在焊接熔池中完全熔化并均匀分布。

进一步的，所述锰粉、钒粉、氟化钙粉、金红石粉、大理石粉、FHT100·25还原铁粉的100目通过率均为100％。

所述药芯的填充率为26％-30％。

所述外皮采用低碳冷轧钢带制备，钢带的厚度为0.5mm-1.2mm。