本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲。

背景技術(shù)：

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家管道全自動(dòng)焊的應(yīng)用非常普遍，應(yīng)用比例約占焊接工程量的80％。而我國(guó)長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊的應(yīng)用比例不足10％，中俄原油二線(漠大二線)施工中提出明確要求，自動(dòng)焊占比超過(guò)70％，這是我國(guó)首次在長(zhǎng)輸管道焊接工程中大面積推廣自動(dòng)焊應(yīng)用，采用實(shí)心焊絲易產(chǎn)生未熔合缺陷，合格率低，采用氣保護(hù)藥芯焊絲可以有效降低缺陷的產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，以避免未熔合和夾渣等常見(jiàn)的焊接缺陷，達(dá)到良好的熔深效果以及形成平坦、美觀的焊縫。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石36-42％；金屬錳13-17％；長(zhǎng)石8-12％；氟化稀土3-6％；氟硅酸鉀2-5％；冰晶石3-6％；鎳粉8-12％；鉬粉1-3％；鎂粉4-7％；鐵粉8-12％；各組分的重量百分比之和為100％。

優(yōu)選的，所述金紅石中氧化鈦的純度為≥97％。

優(yōu)選的，所述長(zhǎng)石包括60-70％的二氧化硅，12-20％的氧化物,余量為Al₂O₃；各組分的重量百分比為100％。

優(yōu)選的，所述氧化物包括氧化鉀和氧化鈉；所述氧化鉀和氧化鈉的重量比例為2：1。

優(yōu)選的，所述藥芯中長(zhǎng)石含量設(shè)定為A，氟硅酸鉀含量設(shè)定為B，冰晶石含量設(shè)定為C，其含量滿足下述計(jì)算(長(zhǎng)石、氟硅酸鉀和冰晶石均以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì))，

13％≤A+B+C≤20％。

優(yōu)選的，所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的10-20％。

優(yōu)選的，所述外皮采用優(yōu)質(zhì)低碳鋼，牌號(hào)AYHS；包括如下重量百分比的成分C≤0.03％,Mn≤0.35％,Si≤0.03％,P≤0.015％,S≤0.015％,余量為Fe。

優(yōu)選的，所述藥芯粒度控制在100-180目。

下面是關(guān)于組成本發(fā)明中藥粉中各組分的作用及含量范圍的說(shuō)明。

金紅石：本發(fā)明中采用的金紅石中TiO₂含量≥97％，熔點(diǎn)為1850℃。在本發(fā)明中主要起造渣劑的作用，隨著金紅石含量的增加，增加焊渣的粘稠度，使焊絲能進(jìn)行全位置焊接，而且藥芯焊絲的脫渣性逐漸改善；但增加到一定程度后，熔渣的流動(dòng)性變差，所以金紅石的含量控制在36-42％。

長(zhǎng)石：本發(fā)明中采用的長(zhǎng)石中SiO₂含量為63-73％。在本發(fā)明中起造渣劑的作用，提高焊接金屬的粘性，提高立向上進(jìn)焊接作業(yè)性，放置焊接金屬的下垂。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：8-12％。

氟化稀土、氟硅酸鉀和冰晶石中均具有氟元素，其中氟元素在電弧反應(yīng)區(qū)與氫生成氟化氫氣體，從而起脫氫的作用；但是氟元素含量不能過(guò)大，會(huì)有飛濺現(xiàn)象產(chǎn)生；

氟化稀土中稀土元素具有夾雜物改性的作用，促進(jìn)組裝細(xì)化，但是加入量太高對(duì)組織轉(zhuǎn)變有不利作用，含量控制在3-6％；

氟硅酸鉀中的鉀離子具有較低的電離電勢(shì)，可起到較好的穩(wěn)弧作用，含量控制在2-5％；

冰晶石除了氟元素，還含有鈉和鋁等穩(wěn)弧元素，起到穩(wěn)弧劑的作用。

錳：脫氧元素，向焊縫過(guò)渡金屬元素，并且能提高焊接部韌性，含量控制在13-17％。

鎳粉：具有使低溫韌性穩(wěn)定化的效果。

鉬粉：提高熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度，減少熔敷金屬的高溫回火脆性。固溶在基體中的鉬原子能增強(qiáng)基體的強(qiáng)度，提高熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度。

鎂粉：脫氧、脫硫，其氧化物進(jìn)入熔渣，可提高熔渣堿度，另一方面起到提高焊絲抗裂性和力學(xué)性能的作用，含量控制在4-7％。

鐵粉：向焊縫過(guò)渡金屬元素，提高熔敷效率；鐵粉加入量過(guò)度，焊接時(shí)熔渣的粘度明顯下降，表面張力降低；加入量過(guò)少，藥芯焊絲的導(dǎo)電性變差，熔敷效率降低，熔渣的粘度增加，流動(dòng)性不好，工藝性能變差。

而其中含有的S和P為雜質(zhì)，在焊接金屬中過(guò)多存在的情況下，焊接金屬的韌性和延展性一起劣化，容易誘發(fā)高溫裂紋，所以熔敷金屬含量控制在0.015％以下。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲具有以下優(yōu)勢(shì)：

藥芯焊絲中藥粉組分的最佳配比達(dá)到“稀渣快凝”，滿足管道全位置焊接的需求，并且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電弧和足夠的穿透力，避免未熔合缺陷的產(chǎn)生；

藥芯焊絲中多種氟化物最佳組合實(shí)現(xiàn)良好的抗氣孔性能，滿足野外惡劣的施工環(huán)境；

新型的合金成分配比，達(dá)到良好的低溫沖擊性能，滿足寒冷地區(qū)的施工要求。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

除有定義外，以下實(shí)施例中所用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明創(chuàng)造所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實(shí)施例中所用的試驗(yàn)試劑，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)生化試劑；所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。

本發(fā)明所述藥芯焊絲采用80％Ar+20％CO₂混合保護(hù)氣，立向上焊接，焊接時(shí)氣體流量控制在15-25L/min；焊接電流為220A，焊接電壓為26V。

實(shí)施例1

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石36％；金屬錳17％；長(zhǎng)石12％；氟化稀土3％；氟硅酸鉀2％；冰晶石3％；鎳粉9％；鉬粉3％；鎂粉7％；鐵粉8％；

所述金紅石中氧化鈦的純度為98％；所述長(zhǎng)石中二氧化硅的純度為70％；氧化鉀和氧化鈉含量之和為長(zhǎng)石總量的13％；

所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的18％；

所述藥芯粒度控制在160目。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分(重量％)，C 0.04％；Si 0.8％；Mn 1.2％；S 0.01％；P 0.01％；Cr 0.1％；Ni 1.2％；余量為Fe。

抗拉強(qiáng)度(Rm):604MPa；延伸率(A％):25％；沖擊韌性(試驗(yàn)溫度-20℃、KV₂)：(188、196、183)J。

實(shí)施例2

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石42％；金屬錳13％；長(zhǎng)石8％；氟化稀土6％；氟硅酸鉀5％；冰晶石5％；鎳粉8％；鉬粉1％；鎂粉4％；鐵粉8％；

所述金紅石中氧化鈦的純度為98％；所述長(zhǎng)石中二氧化硅的純度為63％；氧化鉀和氧化鈉含量之和為長(zhǎng)石總量的13％；

所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的20％；

所述藥芯粒度控制在180目。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分(重量％)，C 0.02％；Si 0.8％；Mn 1％；S 0.015％；P 0.015％；Cr0.1％；Ni 0.4％；余量為Fe。

抗拉強(qiáng)度(Rm):648MPa；延伸率(A％):22％；沖擊韌性(試驗(yàn)溫度-20℃，KV₂)：(165、177、171)J。

實(shí)施例3

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石38％；金屬錳13％；長(zhǎng)石9％；氟化稀土4％；氟硅酸鉀3％；冰晶石4％；鎳粉10％；鉬粉2％；鎂粉5％；鐵粉12％；

所述金紅石中氧化鈦的純度為98％；所述長(zhǎng)石中二氧化硅的純度為68％；氧化鉀和氧化鈉含量之和為長(zhǎng)石總量的12％；

所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的20％；

所述藥芯粒度控制在60目。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分(重量百分比)，C 0.06％；Si 0.7％；Mn 1.4％；S 0.01％；P 0.01％；Cr 0.7％；Ni 0.8％；余量為Fe。

抗拉強(qiáng)度(Rm):594MPa；延伸率(A％):26％；沖擊韌性(試驗(yàn)溫度-20℃，KV₂)：(171、169、173)J。

實(shí)施例4

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石37％；金屬錳15％；長(zhǎng)石10％；氟化稀土5％；氟硅酸鉀2％；冰晶石4％；鎳粉12％；鉬粉1％；鎂粉4％；鐵粉10％；

所述金紅石中氧化鈦的純度為98％；所述長(zhǎng)石中二氧化硅的純度為70％；氧化鉀和氧化鈉含量之和為長(zhǎng)石總量的20％；

所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的18％；

所述藥芯粒度控制在180目。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分(重量百分比)，C 0.1％；Si 0.6％；Mn 1％；S 0.01％；P 0.01％；Cr 0.05％；Ni 0.6％；余量為Fe。

抗拉強(qiáng)度(Rm):635MPa，延伸率(A％):23％,沖擊韌性(試驗(yàn)溫度-20℃，KV₂)：(191、199、195)J。

實(shí)施例5

一種管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲，包括藥芯和外皮；

所述藥芯包括如下重量百分比的組分，金紅石40％；金屬錳14％；長(zhǎng)石8％；氟化稀土3％；氟硅酸鉀4％；冰晶石6％；鎳粉10％；鉬粉1％；鎂粉5％；鐵粉9％；

所述金紅石中氧化鈦的純度為98％；所述長(zhǎng)石中二氧化硅的純度為65％；氧化鉀和氧化鈉含量之和為長(zhǎng)石總量的22％；

所述藥芯占藥芯焊絲總質(zhì)量的15％；

所述藥芯粒度控制在150目。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

管線鋼用全自動(dòng)氣保護(hù)藥芯焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分(重量百分比)，C 0.08％；Si 0.5％；Mn 1.9％；S 0.01％；P 0.01％；Cr 0.04％；Ni 0.5％；余量為Fe。

抗拉強(qiáng)度(Rm):622MPa，延伸率(A％):24％,沖擊韌性(試驗(yàn)溫度-20℃，KV₂)：(179、198、201)J。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明圍之內(nèi)。