本發(fā)明屬于材料加工焊接材料領域，涉及一種用于焊接抗拉強度大于800MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼用埋弧焊接藥芯焊絲，在海洋石油鉆采平臺樁腿等重載結(jié)構(gòu)中使用。
背景技術：
：抗拉強度與低溫沖擊韌性不達標是造成石油鉆采平臺樁腿失效的主要原因之一，給石油鉆采帶來巨大的風險和材料消耗。在現(xiàn)代工業(yè)和技術發(fā)展中，石油鉆采承載結(jié)構(gòu)在使用中面對越來越惡劣的環(huán)境,對材料抗拉強度和耐低溫沖擊性能要求越來越高。高強度焊接合金在一定沖擊力的作用下的抗拉性能取決于很多因素,主要決定于其合金構(gòu)成及基底組織。為了應對大載荷及低溫沖擊的復雜工作環(huán)境,要求焊接金屬既有與母材匹配的抗拉強度又有理想的低溫沖擊韌性。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種用于焊接抗拉強度大于800MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼用埋弧焊接藥芯焊絲。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：為了提高焊接合金的抗拉強度加入一定的鎳與鉬元素；為了改善焊接合金的韌性和抗裂性，減少碳的含量，并加入Mn元素作為奧氏體化元素使焊接合金的基體中物相主要為鐵素體和奧氏體，同時由于Mn的加入，焊接合金在沖擊條件下還有自我硬化能力，更為重要的是，少量Ti元素的加入，極大的細化了組織晶粒，晶粒細化帶來的晶界加密,進一步提高了抗拉強度。基于上述技術構(gòu)想，本發(fā)明的一種用于焊接抗拉強度大于800MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼用埋弧焊接藥芯焊絲，其特征在于，其粉體藥芯的組分及各組分的質(zhì)量百分含量(％)是：鈦鐵:1-2，鉬鐵：2-3，電解錳：6-8，金屬鎳粉：9-11，硅鐵：2-3，鐵粉：余量；藥芯焊絲外皮帶材為SPCC鋼帶；粉體藥芯在空心焊絲即外皮帶材中的填充率為30-35％。所述鈦鐵的組分及各組分百分比為Ti30-40％，F(xiàn)e余量；鉬鐵的組分及各組分百分比為Mo55-60％，C≤0.1％，F(xiàn)e余量；電解錳的組分為Mn99.5％，C≤0.08％，余量雜質(zhì)；金屬鎳粉的組分為Ni99.8％，余量雜質(zhì)；硅鐵的組分為Si40-45％，F(xiàn)e余量。采用本發(fā)明上述藥芯焊絲制備一種用于焊接抗拉強度大于800MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼用埋弧焊接藥芯焊絲的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，按照上述粉芯配比藥芯軋制焊絲，得到直徑4.0mm的粉芯絲材；步驟2，采用埋弧焊制備焊接合金工藝，焊接工藝參數(shù)為：電壓28-35V；電流450-550A；層間溫度120-160℃；焊絲伸出導電嘴的距離：40-50mm。步驟2所述焊接工藝進行優(yōu)化，將焊接工藝參數(shù)設定為：電壓30-32V；電流480-520A；層間溫度140-150℃；焊絲伸出導電嘴的距離：42-45mm。優(yōu)選所述藥芯焊絲，焊絲各組分范圍優(yōu)選如下：鈦鐵1.2％，鉬鐵2.8％，電解錳6％，金屬鎳粉10％，硅鐵2.5％，鐵粉余量。在焊接合金中形成的合金元素的含量在如下范圍內(nèi)：Mo：0.6-0.7wt.％；Mn：1.4～2wt.％；Ti：0.05～0.2wt.％；Ni:2-2.5wt.％；C：0.05～0.1wt.％；Fe：余量；藥芯焊絲中主要成分作用如下:鈦：細化晶粒，能提高熔敷金屬的抗拉強度。錳：奧氏體化元素，使焊接后的金屬基體物相主要為鐵素體和奧氏體，不產(chǎn)生馬氏體，并在沖擊環(huán)境下，產(chǎn)生沖擊硬化。鉬：提高熔敷金屬的抗拉強度,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基體的強度,提高熔敷金屬的抗拉強度。碳：使基體獲得一定的強度。用本發(fā)明研制的藥芯焊絲制備的焊接合金含有大于800MPa的抗拉強度，較高的低溫沖擊韌性。結(jié)果表明焊接工藝性良好，焊接后金屬在一定沖擊條件下，抗拉性能和抗沖擊性能優(yōu)良，實現(xiàn)了發(fā)明目的。附圖說明圖1為實例焊接的現(xiàn)場照片。具體實施方式本發(fā)明的焊絲是通過以下方法實現(xiàn)的：選用16×0.8(寬度為16mm，厚度為0.8mm)的SPCC鋼帶。先將其軋成U形。按照藥芯配比設計配成藥粉，加粉軋制并減徑成直徑4.0mm的焊絲。實施例1、ZS80M一種用于焊接抗拉強度大于800MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼用埋弧焊接藥芯焊絲，所述粉體藥芯的配比是：鈦鐵1.2％，鉬鐵2.8％，電解錳6％，金屬鎳粉10％，硅鐵2.5％，鐵粉余量，填粉率為31％。將焊接工藝參數(shù)設定為：電壓32V；電流490A；層間溫度145℃；焊絲伸出導電嘴的距離：45mm。選用高堿性埋弧焊劑ZSHJ801。上述工藝制備的焊接合金成分見表1,現(xiàn)場焊接見圖1，焊縫力學性能見表2。對實例所制備焊接合金進行化學成分測試與力學性能測試?；瘜W成分見表1，力學性能結(jié)果見表2，焊接工藝參數(shù)見表3。在上述實施例中，所述鈦鐵的組分及各組分百分比為Ti30-40％，F(xiàn)e余量；鉬鐵的組分及各組分百分比為Mo55-60％，C≤0.1％，F(xiàn)e余量；電解錳的組分為Mn99.5％，C≤0.08％，余量雜質(zhì)；金屬鎳粉的組分為Ni99.8％，余量雜質(zhì)；硅鐵的組分為Si40-45％，F(xiàn)e余量。表1為熔敷金屬的化學成分表表2為熔敷金屬的力學性能表表2表3為焊接參數(shù)焊絲直徑(mm)焊接電流(A)焊接電壓(V)層間溫度(℃)4.049032145本發(fā)明的焊絲不受上述實例的限制，任何在本發(fā)明的權利要求書要求保護的范圍內(nèi)的改進和變化都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3