本发明属于焊材，具体涉及一种复合钢芯高锰高强钢焊条及其制备方法。
背景技术：
1、近年来随着国际上对环保和能源的重视程度不断提升，各国对液化天然气(liquefied natural gas，lng)的需求不断增加。传统lng储罐建造大多选用各项性能良好且价格较低的高锰钢。高锰钢是一种含有较高比例锰（通常在10%以上）的合金钢，其抗拉强度一般在600~900mpa之间，属于高强钢（抗拉强度≥550mpa）的范畴。目前lng储罐用高锰钢配套焊条中，钢芯均采用奥氏体高锰钢芯，但是高锰钢芯线膨胀系数大、导热率差、电阻率高，在焊接过程中发热严重，导致焊条后端约1/2~1/3处时便发热变红，药皮高温发生开裂、脱落（俗称“尾红”），恶化焊接工艺性能，极易出现焊接缺陷，最终影响焊缝性能。为了避免焊接缺陷，很多焊工在焊条开始发红时就停止焊接，更换新的焊条，从而造成极大的浪费。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种复合钢芯高锰高强钢焊条及其制备方法，有效缓解了现有高锰高强钢焊条的尾红问题，能够大幅提高焊接效率、减少浪费，具有极大地推广实用意义。
2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种复合钢芯高锰高强钢焊条，包括粉芯、钢带和药皮，所述粉芯包裹在所述钢带内部，所述药皮包覆在所述钢带外部，以所述粉芯的重量份数为100份计，所述粉芯包括以下组分及各组分的重量份数分别为：电解锰粉50~62份；铬粉5~10份；镍粉5~8份；铜粉0.8~1.5份；45#硅铁1.5~3份；氮化铬铁3~6份；硼铁1.5~3份；氟化锂0.5~1.5份；石墨0.8~1.2份；余量为还原铁粉和不可避免杂质。
3、于本发明的一示例中，所述钢带为低碳钢带，所述钢带包括以下组分及各组分的重量百分比分别为：c≤0.04%，mn：0.10%~0.25%，si≤0.05%，s≤0.02%，p≤0.02%，其余为fe和不可避免的杂质。
4、于本发明的一示例中，所述药皮包括以下组分及各组分的重量份数分别为：大理石40~50份，碳酸锶3~6份，萤石25~30份，金红石6~10份，金云母3~5份，硅微粉2~4份，氧化铝2~4份，羧甲基纤维素（cmc）0.1~1份，海藻酸钾0.1~1份。
5、于本发明的一示例中，所述粉芯的重量为所述焊条总重量的22~27%；所述钢带的重量为所述焊条总重量的28~38%；所述药皮的重量为所述焊条总重量的40~45%。
6、本发明还提供一种复合钢芯高锰高强钢焊条的制备方法，包括以下步骤：
7、将粉芯的各组分分别过筛并按照配比称重，混合均匀得到粉芯混合粉料；
8、将所述粉芯混合粉料包裹在钢带中得到无缝复合钢芯；
9、将药皮的各组分分别过筛并按照配比称重混合得到药皮粉料，向所述药皮粉料中加入粘结剂搅拌均匀，得到药皮混合物；
10、将所述药皮混合物压涂在所述无缝复合钢芯表面，干燥后得到复合钢芯高锰高强钢焊条。
11、于本发明的一示例中，电解锰粉、铬粉、镍粉、铜粉、45#硅铁、氮化铬铁、硼铁、还原铁粉、氟化锂和氧化铝过60目筛，大理石、碳酸锶、萤石、金红石和金云母过40目筛，硅微粉过120目筛。
12、于本发明的一示例中，将所述粉芯混合粉料包裹在所述钢带中得到无缝复合钢芯，包括以下步骤：
13、将所述钢带轧制成u型槽；
14、将所述粉芯混合粉料填充至所述u型槽中；
15、将含有所述粉芯混合粉料的u型槽闭合，轧制成o型后焊合，并拉拔至设定直径。
16、于本发明的一示例中，所述无缝复合钢芯的直径为2.5~5mm。
17、于本发明的一示例中，所述粘结剂的添加量为所述药皮粉料总重量的19~21%，所述粘结剂选用钾钠重量比为1:1的水玻璃粘结剂。
18、于本发明的一示例中，所述干燥温度为300~350℃，干燥时间为120~150min。
19、本申请的复合钢芯高锰高强钢焊条，粉芯包裹在钢带内部形成复合钢芯，将药皮包裹在复合钢芯的外部，由于复合钢芯内部非实心，即使在超大电流焊接钢芯温升较大时，其钢芯外膨胀也远小于内膨胀，不会对外部药皮产生较大压力，因此无药皮开裂、脱落问题，可实现高效焊接，减少浪费。进一步的，粉芯中添加稳弧性能极佳的氟化锂作为稳弧剂，由于粉芯包裹在钢带内，可有效缓解氟化锂的吸潮，因此焊接时电弧更加稳定、飞溅更小，更利于焊接人员操控熔池，获得优质焊缝。
1.一种复合钢芯高锰高强钢焊条，包括粉芯、钢带和药皮，所述粉芯包裹在所述钢带内部，所述药皮包覆在所述钢带外部，其特征在于，以所述粉芯的重量份数为100份计，所述粉芯包括以下组分及各组分的重量份数分别为：电解锰粉50~62份；铬粉5~10份；镍粉5~8份；铜粉0.8~1.5份；45#硅铁1.5~3份；氮化铬铁3~6份；硼铁1.5~3份；氟化锂0.5~1.5份；石墨0.8~1.2份；余量为还原铁粉和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的复合钢芯高锰高强钢焊条，其特征在于，所述钢带为低碳钢带，所述钢带包括以下组分及各组分的重量百分比分别为：c≤0.04%，mn：0.10%~0.25%，si≤0.05%，s≤0.02%，p≤0.02%，其余为fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的复合钢芯高锰高强钢焊条，其特征在于，所述药皮包括以下组分及各组分的重量份数分别为：大理石40~50份，碳酸锶3~6份，萤石25~30份，金红石6~10份，金云母3~5份，硅微粉2~4份，氧化铝2~4份，羧甲基纤维素0.1~1份，海藻酸钾0.1~1份。
4.根据权利要求1所述的复合钢芯高锰高强钢焊条，其特征在于，所述粉芯的重量为所述焊条总重量的22~27%；所述钢带的重量为所述焊条总重量的28~38%；所述药皮的重量为所述焊条总重量的40~45%。
5.一种权利要求1~4任一项所述复合钢芯高锰高强钢焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，电解锰粉、铬粉、镍粉、铜粉、45#硅铁、氮化铬铁、硼铁、还原铁粉、氟化锂和氧化铝过60目筛，大理石、碳酸锶、萤石、金红石和金云母过40目筛，硅微粉过120目筛。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将所述粉芯混合粉料包裹在所述钢带中得到无缝复合钢芯，包括以下步骤：
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述无缝复合钢芯的直径为2.5~5mm。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的添加量为所述药皮粉料总重量的19~21%，所述粘结剂选用钾钠重量比为1:1的水玻璃粘结剂。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，干燥温度为300~350℃，干燥时间为120~150min。
