[发明专利]一种超低氢药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，具体提供了一种超低氢药芯焊丝，包括外皮及填充于所述外皮内的药芯，所述外皮为钢带；以质量百分比计，所述药芯包括40‑48％的TiO₂，1.5‑4.5％的氟化物，3‑6％的SiO₂，16‑24％的Mn，2‑6％的Si，3‑6％的Mg，0.5‑3％的Ti，2‑6％的稳弧剂，余量为铁粉。本发明提供的这种超低氢药芯焊丝具有优异的焊接工艺性能及力学性能，焊缝成型良好，‑20℃条件下，Akv≥100J，其熔敷金属的扩散氢含量降低到超低氢水平(≤4ml/100g，水银法)，焊缝具有良好的抗冷裂性能。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种50Kg级细晶粒钢超低氢药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

随着药芯焊丝生产工艺及技术的进步，药芯焊丝产品质量不断提高，特别是药芯焊丝具有工艺性好、熔覆金属化学成分可调等系列优点，使其广泛应用于船舶、钢构、桥梁等各个领域。根据中国焊接协会的统计数据，2011-2020年，我国焊接材料产量基本在400-475万吨范围内波动，其中，药芯焊丝产品为30-50万吨，药芯焊丝产量占焊接材料总量的比例稳定在8-11％范围内。药芯焊丝广泛应用于船舶、桥梁、钢构等行业，但在重要结构及要求更高的海工、压力容器等行业应用受到一定限制，其中一条重要原因是药芯焊丝中的粉料易吸潮，其熔敷金属扩散氢含量远高于实心焊丝或碱性焊条，导致在压力容器、海洋工程、桥梁等对低温冲击韧性及抗裂性要求较高的行业推广受限。

超低氢药芯焊丝是在普通药芯焊丝的基础上，通过生产工艺升级、配方优化或其它特殊措施降低其熔覆金属扩散氢含量，从而达到H5水平的高标准焊丝。因此，除去产品成本因素外，超低氢药芯焊丝可以覆盖整个药芯焊丝市场，特别是在对强度级别要求更广、力学性能特别是低温冲击韧性要求更高、抗裂性要求更严格的海洋工程、工程机械、压力容器、桥梁等领域，是超低氢药芯焊丝发挥的主战场。

在现有技术中，CN102873475A提供了一种超低氢高韧性的酸性CO2药芯焊丝及其制备，其公布的方案中含有“制备时要对焊丝进行在线高频加热烘焙处理”，生产工艺较为复杂，不易控制，生产效率较低。

CN111702371A提供了一种超低氢酸性药芯焊丝及其生产方法，公开的方案中，将含油量＜1.0g/10kg的钢带清洗后，于成形工艺前进行加热，即将钢带加热至80-120℃，然后轧制U型槽，再将所述配方药粉加入到U型槽中后进行闭合，闭合完成后于在线将焊丝再加热至180-250℃，再通过眼模精确拉拔减径至规定的焊丝直径，并将焊丝表面残存拔丝润滑剂予以清洁处理，最后在焊丝表面均匀涂覆一层送丝润滑剂后经过排层绕制成所述超低氢型酸性药芯焊丝。其生产过程需要对焊丝进行加热，生产工艺复杂，不易控制，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中超低氢焊丝生产工艺复杂，不易控制，生产效率较低的问题。

为此，本发明提供了一种超低氢药芯焊丝，包括外皮及填充于所述外皮内的药芯，所述外皮为钢带；以质量百分比计，所述药芯包括40-48％的TiO₂，1.5-4.5％的氟化物，3-6％的SiO₂，16-24％的Mn，2-6％的Si，3-6％的Mg，0.5-3％的Ti，2-6％的稳弧剂，余量为铁粉。

具体的，上述钢带中Mn 0.2-0.4％，Si≤0.02％，C 0.01-0.02％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe。

具体的，上述药芯占所述药芯焊丝总质量的13.3-14.5％。

本发明还提供了上述超低氢药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：

(1)各组分原料按配比分别称重后，混匀、过筛、烘干，备用；

(2)将钢带清洗、烘干，轧制成型后拉拔减径至规定直径，得到焊丝；

(3)将焊丝和原料绕制成所述超低氢型药芯焊丝。