一种低碱度海洋工程根焊焊条的制作方法

本发明属于焊条材料，尤其是涉及一种低碱度海洋工程根焊焊条。

背景技术：

1、海洋是潜力巨大的资源宝库，我国海域辽阔，海洋油气资源丰富，开发潜力巨大。随着工业化的快速发展，我国对海洋资源的开发需求越来越强，海洋工程作为国家发展战略重要板块不言而喻。

2、由于海洋石油平台结构庞大而复杂，不断经受暴风、恶浪、潮流等外部载荷的侵袭，而且处在严寒、酷暑、海水腐蚀等恶劣的海洋环境中，海工产品要适应恶劣的自然环境及较长的使用年限，不能随时进行大修，因此，对建造的质量要求极其严格。海工管道焊接通常用根焊焊条打底，其他焊材填充盖面。对海工用管道根焊焊条的要求除了满足出色的单面焊双面成型工艺之外，其焊接接头还需满足海洋环境-40℃条件下低温冲击韧性kv2≥50j的要求，技术难度大。同时，海工施工环境大气湿度大，对焊接接头扩散氢的含量有严苛的要求。

3、焊条一般可分为碱性焊条和酸性焊条。碱性焊条熔渣碱度一般在1.5以上，其熔敷金属中扩散氢含量低，具有良好的力学性能和抗裂性能，因此在海洋工程实际应用中常使用碱性焊条。但高碱性根焊焊条焊接工艺性性能均很差，焊接电弧、熔滴过渡不稳定，渣系浸润性差，从而影响焊接操作和焊后性能。酸性焊条熔渣碱度一般在0.5以下，其焊接工艺性能好，电弧稳定，但熔敷金属中扩散氢含量相对碱性焊条较高，低温冲击韧性极低，不能适应海洋工程管道焊接需求。

4、两者在焊接工艺性和焊缝力学性能方面无法达到平衡，因此有必要开发一种能够适应风大潮湿的海边及海上施工环境、能够同时满足焊接工艺性能和焊缝力学性能的海工用低碱度根焊低氢型焊条。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是提供一种低碱度海洋工程根焊焊条，有效的解决现有技术中高碱性根焊焊条焊接工艺性性能均很差，焊接电弧、熔滴过渡不稳定，渣系浸润性差；酸性焊条熔敷金属中扩散氢含量相对碱性焊条较高，低温冲击韧性极低，不能适应海洋工程管道焊接需求的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%-62%，萤石2%-3%，氟化物5%-8%，金红石10%-15%，钛酸锂1%-2%，钛白粉1%-2%，硅微粉10%-12%，铝粉1%-2%，低碳锰铁4%-8%，45%硅铁4%-8%，cmc 1%-1.5%。

3、进一步的，所述氟化物包括氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土。

4、进一步的，所述氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土在所述药皮中的占比分别为氟化钡0.5-1.5%、氟铝酸钾3-6%以及氟化稀土 0.5-1.5%。

5、进一步的，所述焊芯包括如下质量百分比的组分，c≤0.10%，mn：0.40-0.60%，si≤0.030%，s≤0.015%，p≤0.015%，ni≤0.10%，cr≤0.10%，cu≤0.10%，余量为fe。

6、进一步的，所述焊条的熔渣碱度为1.0-1.5。

7、本发明的另一目的在于提供一种如上所述的低碱度海洋工程根焊焊条在海洋工程用管道根焊的应用。

8、采用上述技术方案，得出的焊条具有良好的焊接工艺性，在焊接时，电弧吹力大，可满足单面焊双面成型的根焊要求，电弧稳定，电弧正面及背面成型平整，易脱渣。

9、采用上述技术方案，得出的焊条具有良好的抗风性能，能够适用于海边及海上严苛的施工环境，且在满足出色的单面焊双面成型的根焊焊接工艺性能的同时，抗拉强度≥550mpa，满足海洋环境-40℃条件下低温冲击韧性kv2≥50j的要求。

10、采用上述技术方案，得出的焊条扩散氢含量低，即使在潮湿环境下也可达到4ml/100g以下。

技术特征：

1.一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，其特征在于：以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%-62%，萤石2%-3%，氟化物5%-8%，金红石10%-15%，钛酸锂1%-2%，钛白粉1%-2%，硅微粉10%-12%，铝粉1%-2%，低碳锰铁4%-8%，45%硅铁4%-8%，cmc 1%-1.5%。

2.根据权利要求1所述的一种低碱度海洋工程根焊焊条，其特征在于：所述氟化物包括氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土。

3. 根据权利要求2所述的一种低碱度海洋工程根焊焊条，其特征在于：所述氟化钡、氟铝酸钾以及氟化稀土在所述药皮中的占比分别为氟化钡0.5-1.5%、氟铝酸钾3-6%以及氟化稀土 0.5-1.5%。

4.根据权利要求1所述的一种低碱度海洋工程根焊焊条，其特征在于：所述焊芯包括如下质量百分比的组分，c≤0.10%，mn：0.40-0.60%，si≤0.030%，s≤0.015%，p≤0.015%，ni≤0.10%，cr≤0.10%，cu≤0.10%，余量为fe。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种低碱度海洋工程根焊焊条，其特征在于：所述焊条的熔渣碱度为1.0-1.5。

6.一种如权利要求1所述的低碱度海洋工程根焊焊条在海洋工程用管道根焊的应用。

技术总结
本发明提供一种低碱度海洋工程根焊焊条，由药皮与焊芯组成，以重量百分比计，所述药皮包括大理石58%‑62%，萤石2%‑3%，氟化物5%‑8%，金红石10%‑15%，钛酸锂1%‑2%，钛白粉1%‑2%，硅微粉10%‑12%，铝粉1%‑2%，低碳锰铁4%‑8%，45%硅铁4%‑8%，CMC 1%‑1.5%。本发明的焊条兼具优秀的单面焊双面成型的根焊焊接工艺性能及优秀力学性能，抗拉强度≥550MPa，满足海洋环境‑40℃条件下低温冲击韧性KV2≥50J的要求。本发明焊条具有良好的抗风性能，能够适用于海边及海上严苛的施工环境。

技术研发人员：朱藤辉,刘文利,牛月军
受保护的技术使用者：天津市金桥焊材集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13