耐腐蚀cot钢配套用的高韧性气电立焊药芯焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种焊接材料，特别涉及一种耐腐蚀C0T钢配套用的高韧性气电立焊 药芯焊丝及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济快速增长，我国原油进口需求越来越大，而原油主要依靠海运，其中 80 %的进口原油为高硫、高酸等腐蚀性原油。油轮的原油舱内部腐蚀环境复杂独特，在原油 舱蒸汽空间内，内部包括〇2、H 20、SOjP H 2S等组成的有害气体，溶解于上甲板的冷凝水液膜 中，形成了腐蚀原电池，从而成为货船腐蚀最严重的部位之一，溶解于下底板与原油间的污 水层中，并在C1-、S0 42等的协同作用下，形成严重的点蚀。
[0003] 舞阳钢厂新研发了一款原油油船油舱耐腐蚀C0T钢WNS36钢板，属于36公斤级别 厚度为8~100mm的原油船货油舱用钢板，急需配套焊接材料，但迄今还未找到合适的其 它焊接材料。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一就在于提供一种耐腐蚀C0T钢配套用的高韧性气电立焊药芯 焊丝，该耐腐蚀C0T钢配套用的高韧性气电立焊药芯焊丝通过药芯成分的有机组配并与低 碳钢外皮配合，提供一种耐腐蚀性优良、焊接工艺性能和理化性能良好的气电立焊药芯焊 丝，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝正反面成型好，再引弧性能良好，完全满 足耐腐蚀C0T钢的气电立焊需求标准。
[0005] 技术方案是：一种耐腐蚀C0T钢配套用的高韧性气电立焊药芯焊丝，包括低碳钢 外皮和包裹在低碳钢外皮内的药芯，所述药芯由以下成分制成：
[0006] 铜粉0· 32-0. 33重量份
[0007] 钨粉0· 06-0. 07重量份
[0008] 锑粉0· 07重量份
[0009] 氟化钙0· 58-0. 6重量份
[0010] 碳酸钠0· 55-0. 85重量份
[0011] 碳酸钾0.4重量份
[0012] 铝粉0.08重量份
[0013] 电解锰1. 3-1. 7重量份
[0014] 硅铁0.3-0. 4重量份
[0015] 镍粉0· 55-0. 7重量份，和
[0016] 铁粉18-19重量份。
[0017] 作为优选，所述药芯重量为焊丝重量的22. 21-24. 2%。
[0018] 作为优选，所述低碳钢外皮由以下成分组成：
[0019] C ：0. 01-0. 08% ；
[0020] Μη :0.1-0. 4%;
[0021] Si ：0. 01-0. 03% ；
[0022] S ：0. 005-0. 010% ；
[0023] P ：0. 005-0. 015% ；
[0024] 余量为铁；
[0025] %为质量百分比。
[0026] 作为优选，所述CaF2:碳酸钠重量比=5 :6 ;电解猛：娃铁重量比=19 :5。
[0027] 作为优选，所述药芯焊丝的直径为1. 6mm。
[0028] 本发明的目的之二在于提供一种耐腐蚀COT钢配套用的高韧性气电立焊药芯焊 丝的制备方法。
[0029] 技术方案是：一种耐腐蚀C0T钢配套用的高韧性气电立焊药芯焊丝的制备方法， 包括以下步骤：
[0030] 将药芯中各成分按比例混合均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制 成丝，然后细拉至相应规格。
[0031] 本发明的目的之三在于提供一种耐腐蚀C0T钢容器的焊接方法。
[0032] 技术方案是：一种耐腐蚀C0T钢容器的焊接方法，该方法上述的焊丝焊接。
[0033] 作为优选，该方法焊接条件为采用垂直气电立焊，电压范围为32~41V之间，电流 范围为340~410A，坡口角度为22. 5°C，背面坡口间隙为5±lmm，正面间隙17±lmm，水冷 系统水压为〇· 2~0· 4MPa，干申长为25~35mm〇
[0034] 发明原理：
[0035] 铜粉：铜有很好抗腐蚀性能，又是沉淀强化元素，能提高材料的屈服强度，因此对 焊缝金属起强化作用，同时适量的铜含量能改变冲击韧性。在加入适量镍等合金元素的情 况下，铜含量在本发明范围时对强度的影响不是太大，冲击韧性有利，抗腐蚀性能能良好。
[0036] 锑粉：能够提高抗腐蚀性能的作用，但对低温韧性影响不好，应该尽量减少其用 量。
[0037] 钨粉：提高抗腐蚀性能、强度、硬度的作用，加入微量的钨粉主要是为了提高其抗 腐蚀性能。在其他合金元素的共同作用下，钨粉加入量控制在本发明范围以提高抗腐蚀性 能。
[0038] 电解锰：锰是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。对焊缝金属的强度 和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF(针壮铁素体）形成；锰 含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反，此外，锰还能与硫形成MnS，降低 焊缝的杂质含量。Μη能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，因此适量的加入可以提高焊缝 金属的低温韧性，同时提高强度。在本发明中Μη是以电解锰的形式加入的，占焊丝的总重 量百分比1. 3-1. 7%。加入过多会造成强度升高，冲击值降低。
[0039] 硅铁：硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂，硅可以降低焊缝金属 的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反；采用硅锰联合脱氧其效果较好。Si 可以与Μη形成已成熟的韧化机理，同时能够起到联合脱氧的作用。Si主要来源于硅铁，当 硅铁重量百分比在本发明范围之内时力学性能良好，占焊丝的总重量百分比大于0.40%时 其强度增加，冲击韧性下降。
[0040] 铝粉：铝是强脱氧剂，对控制焊缝金属的含氧量具有重要作用，同时还能起到稳弧 的作用；但含量过高时会增加焊接烟尘、于焊工的健康不利。
[0041] 氟化物：氟用以降低熔敷金属中扩散氢的含量，但氟化物含量过高，焊接时电弧不 稳、飞溅变大、电弧声音变差，主要来源于氟化钙、氟硅酸钠、氟硅酸钾或冰晶粉。氟化物有 助于提高抗气孔性能，降低了扩散氢含量，有利于焊缝低温韧性的增强。在本发明中，氟化 物以CaF2形式存在。当CaF2重量比值在本发明范围时，其工艺性能良好、成型美观，占焊 丝的总重量百分比比值小于〇. 58%时烟雾较小、焊缝成型较差、熔渣分布不均匀；占焊丝 的总重量百分比比值大于〇. 6%时烟雾较大、焊缝成型较差、焊接电弧不稳。
[0042] 铁粉：药芯中加入铁粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于稳弧，为了保证高的 熔敷效率。
[0043] 碳酸钾：K20低电离度氧化物，能偶提供电子，起到稳定电弧的作用，提高焊接工艺 性能。
[0044] 碳酸钠：Na20低电离度氧化物，能偶提供电子，与Κ20联合起到更好稳定电弧的作 用，提尚焊接工艺性能。
[0045] 当添加的CaF2:碳酸钠重量比=5 :6时工艺性能良好，电解猛：娃铁重量比=19 : 5时力学性能达到良好。
[0046] 有益效果：
[0047] 本发明通过对抗H2S腐蚀性能、气相腐蚀、电化学腐蚀性能的研究，使得研发的配 套气电立焊药芯焊丝能够具有良好的抗腐蚀性能，满足原油船油舱上甲板和下底板耐腐蚀 性能的要求，