專利名稱：：Wb36鋼焊接用超低氫堿性焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，該發(fā)明主要應(yīng)用于WB36鋼的焊接。
背景技術(shù)：
：WB36(15NiCuMoNb5)鋼是在碳錳鋼的基礎(chǔ)上添加Ni_Cu-Mo合金發(fā)展起來的。該鋼的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，屈服極限比St45.8/III等鋼高約30%40%，260。C的許用應(yīng)力比St45.8/111鋼提高約60%，通常使用溫度為300。C左右，最高可達(dá)400。C。被廣泛用于蒸汽發(fā)生器的高壓和沸水區(qū)域、給水系統(tǒng)和水蒸汽包，可替代St45.8/111，A106B，20G等鋼種，使壁厚減少約15%30%，是高參數(shù)電站及電站鍋爐理想的首選中溫材料。自80年代在國內(nèi)某電廠二期的600,超臨界機(jī)組上首次引進(jìn)WB36鋼材以來，已成為我國近二十年來大力推廣的新型電站用鋼，是我國新建300麗亞臨界、600麗超臨界、IOOO麗超(超)臨界機(jī)組中主給水管道的優(yōu)選、首選鋼種。自投入運(yùn)行以來，使用狀況一直良好，雖然WB36鋼的國產(chǎn)化工作已經(jīng)開始，但所用的大量的WB36鋼材仍依賴進(jìn)口。由于沒有相配套的焊接材料，致使很多單位使用不同的焊接材料進(jìn)行WB36鋼的試驗(yàn)和工程焊接，這必將為電站的長期安全運(yùn)行留下了重大的安全隱患。針對這種狀況，研制各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品水平與WB36鋼相匹配、價(jià)格便宜的焊接材料是非常有必要的，對改變WB36鋼焊接材料完全依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，規(guī)范國內(nèi)WB36鋼焊接材料的選擇使用實(shí)現(xiàn)WB36鋼焊接材料國產(chǎn)化以及對推動民族焊材工業(yè)發(fā)展，推進(jìn)WB36鋼在我國電站中的更廣泛應(yīng)用，節(jié)約外匯，降低施工成本，消除安全隱患，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。WB36鋼焊條的研制在國內(nèi)外尚未見相關(guān)的專利及文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是解決WB36焊條的配方問題，選用了由CaC03-CaF2-Si02組成的堿性低氫型渣系作為研制焊條的藥皮類型，并采取了限制焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量的有效措施，使其控制在5mL/100g(水銀法)以內(nèi)的超低氫范圍，并且提供一種氧化硅渣系WB36鋼焊接用超低氫焊條。本發(fā)明提供的WB36鋼焊接用超低氫堿性焊條，其特征在于焊條藥皮的配方含有以下質(zhì)量百分比含量的物質(zhì)210%錳鐵，46%硅鐵，12%鋁，2%鋁，14%鎳粉，38%石英，13%鈮鐵，0.52.5%釩鐵，0.53%銅粉，2030%螢石，3545%大理石。其中各成分的作用如下-錳鐵脫氧，向焊縫中過渡金屬錳，起到焊縫合金化作用，其主要作用也是強(qiáng)化提高焊縫金屬的強(qiáng)度。Mn可以降低奧氏體向鐵素體的相變溫度，抑制奧氏體在較高溫度下向先共析鐵素體及側(cè)板條鐵素體的相變，促進(jìn)針狀鐵素體的形成，在提高焊縫金屬強(qiáng)度的同時(shí)，提高焊縫金屬的韌性。硅鐵脫氧，向焊縫中過渡硅，同時(shí)對焊縫金屬強(qiáng)化。鋁脫氧。鎳粉合金化作用向焊縫中過渡鎳，加入一定量Ni有利于提高焊縫金屬沖擊韌性，同時(shí)抵消由于Cu的存在帶來的高溫紅脆趨勢。石英造渣，調(diào)整藥皮的粘度。鈮鐵合金化作用，向焊縫中過渡鈮。釩鐵合金化作用，向焊縫中過渡釩。銅粉合金化作用，向焊縫中過渡銅，添加一定量的CU通過其析出物達(dá)到沉淀固溶強(qiáng)化，以提高材料的高溫強(qiáng)度，并提高鋼的抗腐蝕性。螢石造渣，脫氫，改善渣的粘度等。大理石造渣，造氣，穩(wěn)弧，細(xì)化熔滴。焊接冶金的主要任務(wù)是脫氧和向焊縫中過渡合金從而使焊縫獲得良好的綜合力學(xué)性能。由于選出了較好的金屬粉和合金粉匹配，再加上適度的造渣、造氣物質(zhì)和穩(wěn)弧劑使焊條獲得了良好的工藝性能；焊條的熔覆金屬成分以及力學(xué)性能以及工藝性能見表1，擴(kuò)散氫含量見表2。研制焊條的工藝性能良好，研制焊條具有飛濺小，熔池流動性好，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細(xì)致、美觀，脫渣容易等良好的焊接工藝特點(diǎn)，研制焊條的熔敷金屬擴(kuò)散氫含量得到了有效控制，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量為4.1mL/100g，符合超低氫標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有技術(shù)，包括以下步驟1、根據(jù)研制的焊條藥皮配方配制焊條藥皮壓制用藥粉。2、焊條的生產(chǎn)在焊條壓涂機(jī)中生產(chǎn)，在壓涂機(jī)中加入根據(jù)研制的配方配制的藥粉，使用普通焊條用鋼芯H08Mn2SiA壓制成焊條產(chǎn)品。具體實(shí)施例方式所有實(shí)施例焊條都是由普通焊條壓涂機(jī)制出1.選用①2.5H08Mn2SiA做鋼芯。取80克錳鐵，55克硅鐵，15克鋁，30克鎳粉，60石英，22克鈮鐵，20克釩鐵，20克銅粉，290克螢石，408克大理石共1000克以及水玻璃40克，放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入焊條壓涂機(jī)中。壓制成焊條，焊接工藝參數(shù)為焊條烘干fC，h):350X2;預(yù)熱溫度(°C):120150;層間溫度(。C):200250;焊接電流(A):110-130;焊接電壓(V):25~28;焊后熱處理規(guī)范(""Oh):600X2;升溫速度(。C/h):100120;降溫速度(。C/h):120150。力學(xué)性能結(jié)果見表3、擴(kuò)散氫含量見表4。2.選用03.2H08Mn2SiA做鋼芯。取98克錳鐵，40克硅鐵，20克鋁，33克鎳粉，67克石英，25克鈮鐵，25克釩鐵，12克銅粉，280克螢石，400克大理石共1000克以及水玻璃60克，放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入焊條壓涂機(jī)中。壓制成焊條，焊接工藝參數(shù)為焊條烘干('Oh):350X2;預(yù)熱溫度(°C):120150;層間溫度CC):200250;焊接電流(A):110~130;悍接電壓(V):2528;焊后熱處理規(guī)范COh):600X2;升溫速度rC/h):勵(lì)120;降溫速度("C/h):120150。力學(xué)性能結(jié)果見表5、擴(kuò)散氫含量見表6。3.選用OM.OH08Mn2SiA做鋼芯。取98克錳鐵，57克硅鐵，IO克鋁，IO克鎳粉，30石英，IO克鈮鐵，5克釩鐵，30克銅粉，300克螢石，382大理石共1000克以及水玻璃80克，放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入焊條壓涂機(jī)中。壓制成焊條，焊接工藝參數(shù)為焊條烘干('Oh):350X2;預(yù)熱溫度(。C):120150;層間溫度(°C):200250;焊接電流(A):U0130;焊接電壓(V):2528;焊后熱處理規(guī)范rOh):600X2;升溫速度(。C/h):100120;降溫速度fC/h):120150。力學(xué)性能結(jié)果見表7、擴(kuò)散氫含量見表8。4.選用03.2H08Mn2SiA做鋼芯。取20克錳鐵，50克硅鐵，20克鋁，40克鎳粉，80克石英，30克鈮鐵，25克釩鐵，5克銅粉，280克螢石，450克大理石共1000克以及水玻璃60克，放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入焊條壓涂機(jī)中。壓制成焊條，焊接工藝參數(shù)為焊條烘干("Oh):350X2;預(yù)熱溫度(°C):120150;層間溫度(°C):200250;焊接電流(A):H0130;焊接電壓(V):25~28;焊后熱處理規(guī)范(。C'h):600X2;升溫速度(X:/h):100120;降溫速度CC/h):120150。力學(xué)性能結(jié)果見表9、擴(kuò)散氫含量見表IO。55.選用04.0H08Mn2SiA做鋼芯。取100克錳鐵，60克硅鐵，20克鋁，40克鎳粉，80石英，15克鈮鐵，5克釩鐵，30克銅粉，300克螢石，350大理石共1000克以及水玻璃80克，放入混粉機(jī)內(nèi)混合IO分鐘，然后將混合粉末加入焊條壓涂機(jī)中。壓制成焊條，焊接工藝參數(shù)為焊條烘干(。C，h):350X2;預(yù)熱溫度(°C):120150;層間溫度(°C):200250;焊接電流(A):U0130;焊接電壓(V):2528;焊后熱處理規(guī)范("Oh):600X2;升溫速度(。C/h):100120;降溫速度(。C/h):120150。力學(xué)性能結(jié)果見表ll、擴(kuò)散氫含量見表12。表l熔覆金屬成分、力學(xué)性能和工藝性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3熔覆金屬成分、力學(xué)性能和工藝性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表5熔覆金屬成分、力學(xué)性能和工藝性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表8焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表9熔覆金屬成分、力學(xué)性能和工藝性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表10焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表ll熔覆金屬成分、力學(xué)性能和工藝性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表12焊條熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、WB36鋼焊接用超低氫堿性焊條，其特征在于焊條藥皮的配方含有以下質(zhì)量百分比含量的物質(zhì)2～10％錳鐵，4～6％硅鐵，1～2％鋁，1～4％鎳粉，3～8％石英，1～3％鈮鐵，0.5～2.5％釩鐵，0.5～3％銅粉，20～30％螢石，35～45％大理石。全文摘要WB36鋼焊接用超低氫堿性焊條屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，主要應(yīng)用于WB36鋼的焊接。WB36鋼焊條的研制在國內(nèi)外尚未見相關(guān)的專利及文獻(xiàn)報(bào)道。該發(fā)明特征在于焊條藥皮的配方含有以下質(zhì)量百分比含量的物質(zhì)2～10％錳鐵，4～6％硅鐵，1～2％鋁，1～4％鎳粉，3～8％石英，1～3％鈮鐵，0.5～2.5％釩鐵，0.5～3％銅粉，20～30％螢石，35～45％大理石。研制焊條的工藝性能良好，研制焊條具有飛濺小，熔池流動性好，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細(xì)致、美觀，脫渣容易等良好的焊接工藝特點(diǎn)，研制焊條的熔敷金屬擴(kuò)散氫含量得到了有效控制，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量為4.1mL/100g，符合超低氫標(biāo)準(zhǔn)要求。文檔編號B23K35/365GK101181767SQ20071017949公開日2008年5月21日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者徐德錄,李現(xiàn)兵,王立全,陳玉成,鈺韓申請人:國網(wǎng)北京電力建設(shè)研究院