[发明专利]压力容器用气体保护药芯焊丝及其制备方法

说明书

一种压力容器用气保护药芯焊丝，该药芯焊丝是用低碳钢带包裹特定组分比例的药芯经拉拔而成，其中药芯包括以下重量份数的成分：金属铬粉10‑20份，金属镍粉5‑10份，金属钼粉4‑8份，金属锰粉7‑12份，二氧化钛20‑25份，二氧化硅5‑8份，二氧化锆4‑6份，氧化铝2‑4份，氟化铝5‑8份，氟化镍3‑5份，稳弧剂2‑4份，脱氧剂2‑5份，铁粉10‑20份。本发明药芯焊丝脱渣容易，电弧稳定，飞溅颗粒极少且细小，焊缝成形美观，焊接工艺和接头性能优良，具有优良的冲击韧性，良好的抗点蚀性能。此焊丝主要应用于压力容器的焊接，且制备工艺简单，操作方便，适合批量化生产。

技术领域

本发明属于焊接材料及其制备方法技术领域，具体涉及一种压力容器用气体保护药芯焊丝，本发明还涉及该气体保护药芯焊丝的制备方法。

背景技术

早在1950年代初气保护药芯焊丝便已开始开发问市，但至1957年才开始广为商业上使用。此种方法可说是取自埋弧焊与CO₂焊接（指实心）的优点组合而成，焊剂包在焊丝内并藉外围CO₂气体的保护可使焊接时产生较柔和且稳定的电弧以及低飞溅为其特点。开发之初只有大丝径焊丝（2.0—4.0mm），用于重大工件的平焊与横焊。直至1972年小丝径焊丝开始发展才大大的扩展了药芯焊丝使用的领域。

焊接是压力容器制造的重要工序，随着化工装置规模不断扩大,对压力容器的焊接质量和焊接效率提出了越来越高的要求。气保药芯焊接材料因其高质量、高效率、易于同母材匹配等优点而应用广泛,但在压力容器制造领域还应用较少。

药芯焊丝作为新一代高效和高性能焊接材料，具有工艺性能好、熔敷速度快、生产效率高的优点，广泛应用于各个工业化制造的焊接领域，其用量在造船和海工产品制造领域中最高。

目前大多数药芯焊丝是使用金红石作为主要的熔渣成型材料，成为金红石渣系药芯焊丝，具有成型好、易脱渣和飞溅小等优点，且可以实现横向、上向、下向、立向等全位置的焊接。目前可实现全位置焊接的药芯焊丝大都属于金红石渣系，但金红石渣系药芯焊丝中的Ti在焊接时会过渡到熔敷金属中，降低焊接接头的低温冲击韧性，这对压力容器焊接带来极为不利的影响。而以碱金属氧化物为主的碱性渣系药芯焊丝恰恰相反，其焊接成型的焊缝金属具有优良的力学性能，但由于其极易形成长渣，很难实现全位置焊接。因此，有必要在金红石渣系和碱性渣系的基础上，结合两种渣系的优点来设计和优化配方，既可以实现全位置焊接，又能够大幅度提升焊缝金属的低温冲击韧性的高性能压力容器用气体保护药芯焊丝。

发明内容

本发明提供一种压力容器用气体保护药芯焊丝及其制备方法，既可以实现全位置焊接，又能够大幅度提升焊缝金属的低温冲击韧性。

具体方案如下：

一种压力容器用气保护药芯焊丝，该药芯焊丝是用低碳钢带包裹特定组分比例的药芯经拉拔而成，其中药芯包括以下重量份数的成分：金属铬粉10-20份，金属镍粉5-10份，金属钼粉4-8份，金属锰粉7-12份，二氧化钛20-25份，二氧化硅5-8份，二氧化锆4-6份，氧化铝2-4份，氟化铝5-8份，氟化镍3-5份，稳弧剂2-4份，脱氧剂2-5份，铁粉10-20份。

进一步地，所述药芯焊丝焊接时的保护气体为纯度大于99.5％的CO₂。

进一步地，焊丝中所述药芯粉末的填充质量百分数为焊丝总质量的25％-28％。

进一步地，所述稳弧剂为氟硅酸钠。

进一步地，所述脱氧剂由钛三铝和铁三铝按质量比1:2组成。

进一步地，其制备方法包括以下步骤：