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高韧性海洋工程用460MPa焊丝和焊剂的研制

来源:  日期:2019-12-26 14:18:07  浏览次数:
本文源自武汉铁锚焊接材料股份有限公司的刘东等发表的《海洋工程用460MPa级埋弧焊焊丝及焊剂的应用性能研究》。

焊剂的研制:
为了实现焊缝的高韧性,焊剂的选择至关重要,作者选用配套焊剂为碱度较高的氟碱型焊剂(碱度范围为2.2~2.5),渣系为:MgO-A12O3-SiO2-CaF2,适量的TiO2和MgO来调节焊剂的碱度和焊缝含氧量。


作者介绍了焊剂的焊接工艺性研究主要内容:焊剂-熔渣的稳弧、焊剂的脱渣性能、焊剂的成形性能等。改善焊剂的脱渣性能要从以下几方面着手:①保证焊材具有良好的脱氧:②调整焊剂渣系、组元成分等。使得焊剂既在高温时具有“长渣”的性能、又在低温时具有“短渣”特性,改善脱渣性;③调整熔渣及焊缝金属之间的表面张力和相间张力焊剂应保证焊缝具有良好的成形性能,拟通过调节焊剂适宜的颗粒度及松装比,使得焊剂具有良好的透气性能,避免出现压坑等缺陷。


焊丝的研制:
460MPa级埋弧焊焊丝,基本上以C、Mn为主要的合金化元素,为了保证其低温冲击韧性,在焊丝中加入少量的Ni,为进步在焊缝组织中细化晶粒,提高韧性,添加了微量的Ti、B元素。


降低扩散氢含量:
主要从以下4个方面进行研究和控制:①选择耐吸水性好的原材料;②对原材料进行预处理,去除原材料中的结晶水;③提高焊接过程巾氧化性气体的量,降低氢分压,如加入适量的碳酸盐;④烧结温度对焊剂含水量、耐吸潮性的影响。


工艺实验:
研制的海洋工程用埋弧焊焊丝MCJ55HG及焊剂TM.SJ609HG进行了以下试验:熔敷金属力学性能(常规性能)、各个位置对接接头力学性能试验、焊接接头金相组织分析、低温冲击韧性研究(系列温度冲击试验)、低温冲击韧性研究(DT试验)、低温断裂韧度研究(CTOD试验)、疲劳断裂性能研究(da/dv试验)、耐海水腐蚀性能研究(电极电位试验)、耐海水腐蚀性能研究(室内加速腐蚀试验)、抗冷裂纹性能研究(巴东试验)、扩散氢含量测试(水银法)。


通过以上实验获得了比较理想的结果,主要结论如下:
①焊丝及焊剂具有优良的焊接工艺性能和力学性能、熔敷金属扩散氢含量低。
②具有良好抗裂性,CTOD的δm值在0.5~0.75mm,满足船级社≥0.25mm的要求,耐海水腐蚀性能良好。
③满足海洋工程用钢的焊接技术要求。



 
 
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