本發(fā)明涉及焊絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管線鋼用高強(qiáng)度耐低溫藥芯焊絲。

背景技術(shù)：

管線鋼是一種管線用的鋼板，在使用過程中，要求較高的耐壓強(qiáng)度、低溫韌性和優(yōu)良的焊接性能。為降低遠(yuǎn)距離油氣運(yùn)輸成本，管線鋼的強(qiáng)度級(jí)別不斷提升。藥芯焊絲作為一種新型焊接材料，具有焊接設(shè)備簡便、焊接效果好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于油氣管線、橋梁建筑、汽車制造和石油化工等領(lǐng)域。焊接質(zhì)量的好壞、焊接效率的高低是由焊接材料、焊接工藝決定的，目前x120級(jí)管線鋼用藥芯焊絲還存在成分配置不合理，其電弧穩(wěn)定性差，強(qiáng)度與耐低溫性尚不能滿足x120級(jí)管線鋼的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種管線鋼用高強(qiáng)度耐低溫藥芯焊絲，其配方合理，電弧穩(wěn)定性好，焊縫成型美觀，焊接接頭具有強(qiáng)度高、耐低溫性與抗抗沖擊性好，與母材結(jié)合強(qiáng)度大且性能穩(wěn)定。

本發(fā)明提出的一種管線鋼用高強(qiáng)度耐低溫藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.12-0.28％、be：0.15-0.4％、si：1.2-1.8％、al：0.1-0.4％、mn：1.2-1.8％、ni：0.2-0.6％、cr：12.5-15％、cu：0.25-0.5％、ti：0.25-0.55％、sr：0.02-0.06％、mo：0.5-2％、w：0.1-0.3％、v：0.15-0.4％、nb：0.04-0.1％、zr：0.01-0.035％、nd：0.1-0.18％、sc：0.04-0.1％、b：0.001-0.006％、ce：0.15-0.3％、eu：0.05-0.15％、y：0.05-0.15％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

具體實(shí)施方式中，c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.14％、0.16％、0.2％、0.23％、0.26％，be的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.2％、0.25％、0.3％、0.35％，si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％，al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％，mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％，ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％，cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為13％、13.5％、14％、14.5％，cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.3％、0.35％、0.4％、0.45％，ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.34％、0.38％、0.4％、0.43％、0.46％，sr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.03％、0.04％、0.05％，mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％，w的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.14％、0.18％、0.22％、0.25％、0.28％，v的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.2％、0.25％、0.3％、0.35％，nb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.05％、0.06％、0.07％、0.08％，zr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.015％、0.02％、0.025％、0.03％，nd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.12％、0.14％、0.15％、0.16％，sc的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.05％、0.06％、0.07％、0.08％，b的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.002％、0.003％、0.004％、0.005％，ce的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.18％、0.2％、0.23％、0.25％、0.28％，eu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.07％、0.09％、0.1％、0.12％、0.14％，y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為0.07％、0.09％、0.1％、0.12％、0.14％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.15-0.25％、be：0.2-0.35％、si：1.4-1.6％、al：0.2-0.3％、mn：1.4-1.6％、ni：0.3-0.5％、cr：13-14％、cu：0.3-0.4％、ti：0.3-0.5％、sr：0.03-0.05％、mo：0.8-1.5％、w：0.15-0.25％、v：0.2-0.3％、nb：0.06-0.08％、zr：0.02-0.03％、nd：0.12-0.16％、sc：0.06-0.08％、b：0.003-0.004％、ce：0.2-0.25％、eu：0.08-0.12％、y：0.08-0.12％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，mn、ni、cu在藥芯中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿足以下關(guān)系式：2.1％≤mn+ni+v≤2.4％。

優(yōu)選地，ce、eu、y在藥芯中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿足以下關(guān)系式：0.38％≤ce+eu+y≤0.46％。

優(yōu)選地，c、ti、nb、zr滿足以下關(guān)系式：mc＝0.2×mti+mnb+mzr+r，其中，r＝0.01％～0.05％，mc、mti、mnb、mzr分別為c、ti、nb、zr在藥芯中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

優(yōu)選地，焊接工藝參數(shù)為：焊接電壓為26-29v，焊接電流為280-300a，送絲速度為500-540mm/min，焊絲伸出導(dǎo)電嘴的距離為25-30mm。

優(yōu)選地，藥芯焊絲的填充率為24.5-25.5％。

優(yōu)選地，在藥芯的組分中，al是以鋁粉的形式加入，且鋁粉的粒度為150-180目。

本發(fā)明采用常規(guī)制備工藝制得。

本發(fā)明中通過添加并控制藥芯中c、ti、nb、zr的含量，并使c、ti、nb、zr滿足mc＝0.2×mti+mnb+mzr+r的函數(shù)關(guān)系式，生成硬質(zhì)相小顆粒tic、nbc、zrc，在熔敷金屬中彌散分布，促進(jìn)初生碳化物與異質(zhì)形核的形成，且有效改善強(qiáng)化相與二次相的析出，破壞熔敷金屬組織中的枝晶結(jié)構(gòu)，提高熔敷金屬的位錯(cuò)密度，強(qiáng)化熔敷金屬中針狀鐵素體，有效提高熔敷金屬焊接接頭的強(qiáng)度、韌性、抗抗沖擊性與耐低溫性；ti與o結(jié)合生成tio，與藥芯中sr、b配合，變質(zhì)效果明顯，進(jìn)一步細(xì)化熔敷金屬的組織與晶粒，改善熔敷金屬中夾雜物的形態(tài)和分布，進(jìn)一步提高焊接接頭的強(qiáng)度、抗開裂性、抗抗沖擊性與耐低溫性；通過添加并控制藥芯中mn、ni、cu的含量，具有一定的脫氧、脫氮和脫硫效果，增加熔敷金屬的淬透性，顯著細(xì)化組織與晶粒，強(qiáng)化熔敷金屬中鐵素體并細(xì)化珠光體，在提高焊接接頭強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞性的同時(shí)不損害其韌性、塑性及其他工藝性能，延長了金屬構(gòu)件的使用壽命；通過添加并控制藥芯中ce、eu、y的含量，通過增加ce、eu、y的含量，使藥芯焊絲具有良好的脫氧脫氫能力，有效改善熔敷金屬中夾雜物的形態(tài)和分布，減少出現(xiàn)氣孔與裂紋現(xiàn)象，提高藥芯焊絲的焊接性能，其電弧穩(wěn)定性好，飛濺小，焊縫成型美觀，脫渣性能好，在熔敷金屬生成fe-al-re相、fe-ni-re相、fe-si-re相和fe-c-ce相，其中re為ce、eu、y中的一種，起到彌散強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用，提高熔敷金屬的位錯(cuò)密度，起到均勻組織的作用，改善各向異性性能，進(jìn)一步細(xì)化針狀鐵素體，使熔敷金屬組織致密、純凈，提高與母材的結(jié)合強(qiáng)度與性能穩(wěn)定性，焊接接頭耐低溫性與抗抗沖擊性好，延長金屬構(gòu)件的使用壽命。本發(fā)明提出的一種管線鋼用高強(qiáng)度耐低溫藥芯焊絲，其配方合理，電弧穩(wěn)定性好，焊縫成型美觀，焊接接頭具有強(qiáng)度高、耐低溫性與抗抗沖擊性好，與母材結(jié)合強(qiáng)度大且性能穩(wěn)定。

具體實(shí)施方式

下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.12％、be：0.4％、si：1.2％、al：0.4％、mn：1.2％、ni：0.6％、cr：12.5％、cu：0.5％、ti：0.25％、sr：0.06％、mo：0.5％、w：0.3％、v：0.15％、nb：0.1％、zr：0.01％、nd：0.18％、sc：0.04％、b：0.006％、ce：0.15％、eu：0.15％、y：0.05％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.28％、be：0.15％、si：1.8％、al：0.1％、mn：1.8％、ni：0.2％、cr：15％、cu：0.25％、ti：0.55％、sr：0.02％、mo：2％、w：0.1％、v：0.4％、nb：0.04％、zr：0.035％、nd：0.1％、sc：0.1％、b：0.001％、ce：0.3％、eu：0.05％、y：0.15％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.2％、be：0.23％、si：1.5％、al：0.25％、mn：1.5％、ni：0.41％、cr：13.8％、cu：0.38％、ti：0.4％、sr：0.04％、mo：1.3％、w：0.22％、v：0.28％、nb：0.07％、zr：0.022％、nd：0.15％、sc：0.07％、b：0.004％、ce：0.22％、eu：0.1％、y：0.1％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

其中，焊接工藝參數(shù)為：焊接電壓為28v，焊接電流為290a，送絲速度為520mm/min，焊絲伸出導(dǎo)電嘴的距離為28mm；

藥芯焊絲的填充率為25％。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.15％、be：0.35％、si：1.4％、al：0.3％、mn：1.4％、ni：0.5％、cr：13％、cu：0.4％、ti：0.3％、sr：0.05％、mo：0.8％、w：0.25％、v：0.2％、nb：0.08％、zr：0.02％、nd：0.16％、sc：0.06％、b：0.004％、ce：0.2％、eu：0.12％、y：0.08％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

其中，焊接工藝參數(shù)為：焊接電壓為26v，焊接電流為280a，送絲速度為500mm/min，焊絲伸出導(dǎo)電嘴的距離為25mm；

藥芯焊絲的填充率為24.5％。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲，由藥芯和包覆在藥芯外側(cè)的不銹鋼外皮組成，藥芯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括以下組分：c：0.25％、be：0.2％、si：1.6％、al：0.2％、mn：1.6％、ni：0.3％、cr：14％、cu：0.3％、ti：0.5％、sr：0.03％、mo：1.5％、w：0.15％、v：0.3％、nb：0.06％、zr：0.03％、nd：0.12％、sc：0.08％、b：0.003％、ce：0.25％、eu：0.08％、y：0.12％，其余為fe及不可避免的雜質(zhì)。

其中，焊接工藝參數(shù)為：焊接電壓為29v，焊接電流為300a，送絲速度為540mm/min，焊絲伸出導(dǎo)電嘴的距離為30mm；

藥芯焊絲的填充率為25.5％。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。