耐油舱腐蚀钢用的气体保护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，特别涉及一种耐油舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 日本在上世纪末就开始了对耐腐蚀钢的研究。历经三年，成功揭示了货油舱内腐 蚀、腐蚀产生的机理以及腐蚀过程，建立了油船货油舱仿真测试方法。2002年，日本的钢铁 生产商基于上述的研究成果，开始研发这种新型的耐腐蚀钢，并获得了工程应用。日本的实 物试验表明，此种钢材在大型油船的甲板和内底上具有良好的抗腐蚀性能，两年半后的腐 蚀率为普通钢材的四分之一。日本NYK公司近几年订购的超大型原油船货舱内壳底部已使 用了这种耐腐蚀钢，替代了防腐涂层。迪拜会上，现场展示了三菱重工2004年6月建造完 工的一条名为TAKAMING的船。该船的内壳底部使用了耐腐蚀钢板，甲板及其他部位仍使用 常规的船用钢板。压载舱按照ΙΜ0的公约要求，使用了防腐涂层。目前"中海油"建造的大 型油轮均采用防腐涂层，经过五六年的运营证明我们的涂层技术是成熟的。经验证明，一种 防腐效果是否好，至少需要十年左右的时间。由于钢铁材料多种多样，对钢的应用提出各种 各样的要求，船壳和海上建筑用钢板的腐蚀率也涉及到钢的耐腐蚀性。但船壳和海上建筑 周围环境的腐蚀性要强些，高温蒸汽和发电机环境下的腐蚀性更强。由于环境中的腐蚀现 象十分普遍，对耐腐蚀材料的要求不尽相同，因此要开发出满足环境要求的钢铁产品。
[0003] 耐腐蚀钢板应用广泛，对耐腐蚀钢板的需求逐年增加。因此，有良好耐腐蚀性能的 不锈钢和涂镀钢已开发出来。特别是近年来不仅要求钢铁材料具有耐腐蚀性，而且满足其 他性能，如深冲性、涂镀粘附性和焊接性。
[0004] 但是这些耐腐蚀钢板缺少对应的相匹配的焊材，普通的同级别钢材无法满足耐腐 蚀的要求，钢板被腐蚀后，会带来极大的安全隐患。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一就在于提供一种耐油舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝，该耐油 舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝焊接工艺性能良好，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观等目 的；性能上达到良好的力学性能和抗腐蚀性能的目的。
[0006] 技术方案是：一种耐油舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝，由低碳钢外皮和包裹在 该低碳钢外皮内的药芯组成，该药芯由以下成分制成：
[0007] 金红石3-5重量份 [0008] 硅铁粉1-2重量份 [0009] 钛铁粉0· 2-0. 5重量份 [0010] 氟化物〇· 15-0. 3重量份
[0011] 锰铁粉〇· 2-0. 5重量份
[0012] 银粉0· 2-0. 3重量份
[0013] 铜粉0· 1-0. 15重量份
[0014] 钨粉0· 2-0. 8重量份
[0015] 铺粉0· 3-0· 6重量份和
[0016] 铁粉 5. 55-11. 2 重量份。
[0017] 作为优选，所述低碳钢外皮为4X0. 9mm的钢带，化学成分为C 0. 025wt %、Μη 0.22wt%、Si 0.018wt%、S 0.008wt%、P O.Olwt%、余量为铁。
[0018] 作为优选，所述药芯重量为焊丝重量的10_20wt%。
[0019] 作为优选，所述金红石为4. 5重量份，娃铁粉为2. 0重量份，钛铁粉为0. 5重量份， 氟化物为〇. 2重量份，猛铁粉为0. 4重量份，镍粉为0. 3重量份，铜粉为0. 15重量份，妈粉 为0. 8重量份，锑粉为0. 6重量份，铁粉为5. 55重量份。
[0020] 作为优选，所述金红石为5. 0重量份，娃铁粉为1. 5重量份，钛铁粉为0. 4重量份， 氟化物为〇. 3重量份，猛铁粉为0. 5重量份，镍粉为0. 2重量份，铜粉为0. 10重量份，妈粉 为0. 5重量份，铺粉为0. 3重量份，铁粉为11. 2重量份。
[0021] 作为优选，所述金红石为3. 0重量份，娃铁粉为1. 0重量份，钛铁粉为0. 2重量份， 氟化物为〇. 15重量份，猛铁粉为0. 2重量份，镍粉为0. 3重量份，铜粉为0. 1重量份，妈粉 为0. 2重量份，锑粉为0. 5重量份，铁粉为9. 35重量份。
[0022] 本发明的目的之二在于提供一种耐油舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝的制备方 法。
[0023] 技术方案是：一种耐油舱腐蚀钢用的气体保护药芯焊丝的制备方法，包括以下步 骤：
[0024] ①将药芯中各成分混合均匀后待用；
[0025] ②将钢带置于焊丝成型机内、陆续将待用的药芯混合料注入横向弯制成"U"型的 钢带凹槽内，进而卷制成丝、经细拉至<2 1. 2mm即成。
[0026] 本发明的目的之二在于提供一种耐油舱腐蚀钢的焊接方法。
[0027] 技术方案是：一种耐油舱腐蚀钢的焊接方法，所述焊接方法采用上述的耐油舱腐 蚀钢用的气体保护药芯焊丝焊接所述的耐油舱腐蚀钢。
[0028] 发明原理：
[0029] 硅铁：硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂，在焊缝中添加硅，可以 使焊缝金属中含氧量减少，针状铁素体数量增加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。
[0030] 金红石：主要化学成分为氧化钛（Ti02)，在焊条中主要作为稳弧剂、造渣剂，保证 焊缝稳定电弧和成形细致。
[0031] 镍：镍作为孕育剂，细化晶粒、减小偏析、促进针状铁素体的形成，从而提高铁素体 的韧性。镍还增加位错能，促进低温时螺旋位错交滑移，增加裂纹扩展消耗功，也使韧性提 高，主要来源于金属镍。
[0032] 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，主要来源于氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾或冰晶粉。
[0033] 铜粉：药芯中加入铜粉可提高熔敷金属的耐腐蚀性能。
[0034] 钨粉：药芯中加入钨粉可提高熔敷金属的耐腐蚀性能。
[0035] 锑粉：药芯中加入锑粉可提高熔敷金属的耐腐蚀性能。
[0036] 有益效果：
[0037] 本发明通过上述药芯成分的有机组配并与低碳钢带外皮配合从而实现焊丝焊接 后熔敷金属：抗拉强度490-623Mpa、屈服强度彡355Mpa、延伸率彡21%、-20°C冲击达到 80J，-40°C冲击达到54J，熔敷金属扩散氢含量小于5mL/100g。有效地提高了焊缝整体性 能，解决了焊缝金属低温韧性不足及耐腐蚀性的问题。焊接工艺性能良