用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條及其生產(chǎn)方法，焊條由鉻鎳鉬氮合金焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，所述鉻鎳鉬氮合金焊芯由以下成分組成：C；Mn；Si；Cr；Ni；Mo；N；Co；Cu；S；P；余量為Fe及雜質(zhì)。生產(chǎn)方法所采用的步驟為：將所述藥皮粉料攪拌混合均勻后，加入重量為藥皮重量16-20％的粘結(jié)劑混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于所述焊芯上，再經(jīng)低溫、中溫和高溫烘焙。本發(fā)明是一種滿足AP1000標(biāo)準(zhǔn)和ASME標(biāo)準(zhǔn)中E2209-16要求的主要用于焊接三代核電模塊用S32101雙相不銹鋼材料的電焊條，以及其生產(chǎn)方法。
【專利說明】用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電焊條，特別涉及一種滿足AP1000標(biāo)準(zhǔn)和ASME標(biāo)準(zhǔn)中E2209-16要求的主要用于焊接三代核電模塊用S32101雙相不銹鋼材料的電焊條，以及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]第三代AP1000核電模塊用雙相不銹鋼容器，是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的核電站模塊用雙相不銹鋼容器，是第三代核電站修建的必備設(shè)備。此前，由美國(guó)西屋公司研制成功的AP1000核電技術(shù)，是世界上公認(rèn)的安全性最好、技術(shù)最先進(jìn)的第三代核電技術(shù)。目前，我國(guó)企業(yè)已掌握了 AP1000模塊用雙相不銹鋼容器制造核心技術(shù)，形成了穩(wěn)定的制造工藝和質(zhì)量保障措施。
[0003]核級(jí)2205(S32101)雙相不銹鋼材料系近年來發(fā)達(dá)國(guó)家開發(fā)的新型超低碳控氮不銹鋼材料，具有優(yōu)良的抗應(yīng)力腐蝕，抗晶間腐蝕，抗應(yīng)力腐蝕性能和較高的屈服強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于核電站。此前，我國(guó)在核級(jí)S32101雙相不銹鋼材料的配套焊接材料上全部依賴進(jìn)口，如果不能自主制造，不僅要支付巨額的采購(gòu)成本，更意味著我國(guó)核電發(fā)展會(huì)受制于人，第三代核電AP1000自主化進(jìn)程也會(huì)因此受阻，這嚴(yán)重制約國(guó)家核電建設(shè)計(jì)劃的實(shí)施。近年來，我們國(guó)家核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，核電項(xiàng)目所需焊材的國(guó)產(chǎn)化成為一種趨勢(shì)。因此，發(fā)展三代核電模塊用S32101雙相不銹鋼材料配套雙相不銹鋼電焊條替代核電建造進(jìn)口產(chǎn)品，擺脫三代核電站關(guān)鍵裝備配套焊接材料對(duì)國(guó)外的依賴，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化獨(dú)立研究開發(fā)具有重大的戰(zhàn)略意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提出一種滿足AP1000標(biāo)準(zhǔn)和ASME標(biāo)準(zhǔn)中E2209-16要求的主要用于焊接三代核電模塊用S32101雙相不銹鋼材料的電焊條，以及其生產(chǎn)方法。
[0005]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，由鉻鎳鑰氮合金焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
[0007]C^0.020wt% ；
[0008]Mn 1.40-2.0Owt% ；
[0009]Si ^ 0.30wt% ；
[0010]Cr 21.5-23.5wt% ；
[0011]Ni 8.0-9.0wt % ；
[0012]Mo ^ 2.50-3.50wt% ；
[0013]N 0.08-0.15wt% ；
[0014]Co ^ 0.050wt% ；
[0015]Cu ^ 0.050wt% ；
[0016]S ^ 0.010wt% ；
[0017]P ^ 0.015wt% ；
[0018]余量為Fe及雜質(zhì)。
[0019]所述雜質(zhì)通常是指Nb、T1、V、B等微量元素。
[0020]作為進(jìn)一步選擇，所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
[0021]C^0.015wt% ；
[0022]Mn 1.5-1.8wt% ；
[0023]Si ^ 0.20wt% ；
[0024]Cr 21.5-23.5wt% ；
[0025]Ni 8.0-9.0wt % ；
[0026]Mo ^ 2.50-3.20wt% ；
[0027]N 0.08-0.13wt% ；
[0028]Co ^ 0.045wt% ；
[0029]Cu ^ 0.045wt% ；
[0030]S ^ 0.010wt% ；
[0031]P ^ 0.015wt% ；
[0032]余量為Fe及雜質(zhì)。
[0033]所述雜質(zhì)通常是指Nb、T1、V、B等微量元素。
[0034]作為進(jìn)一步選擇，所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
[0035]C^0.010wt% ；
[0036]Mn 1.5-1.8wt% ；
[0037]Si ^ 0.20wt% ；
[0038]Cr 21.5-23.5wt% ；
[0039]Ni 8.0-9.0wt % ；
[0040]Mo ^ 2.50-3.20wt% ；
[0041]N 0.08-0.13wt% ；
[0042]Co ^ 0.045wt% ；
[0043]Cu ^ 0.045wt% ；
[0044]S ^ 0.010wt% ；
[0045]P ^ 0.015wt% ；
[0046]余量為Fe及雜質(zhì)。
[0047]所述雜質(zhì)通常是指Nb、T1、V、B等微量元素。
[0048]作為選擇，所述藥皮重量為鉻鎳鑰氮合金焊芯重量的30-45%，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
[0049]白云石:3.0-6.0;
[0050]螢石:2.0-4.0 ；
[0051]長(zhǎng)石粉:5.0-10.0 ;
[0052]天然金紅石:14.0-20.0 ；
[0053]云母:1.5-3.0;
[0054]金屬鉻:2.0-6.0 ；
[0055]鎳粉:1.0-2.4;
[0056]電解錳:2.5-3.5 ；
[0057]鑰鐵:0.4-2.0 ；
[0058]氮化鉻鐵:0-2.0 ；
[0059]純堿:0.4-0.6。
[0060]所述白云石中質(zhì)量含量=CaCO3 ^ 50%, MgCO3彡40%，螢石中質(zhì)量含量CaF2彡96%，長(zhǎng)石粉中質(zhì)量含量=S12彡63%,Al2O3彡16%,K20+Na20彡12%，天然金紅石中質(zhì)量含量T12 ^95.5%,云母中質(zhì)量含量:Si02 ^45%'Al2O3 ^ 22%、K20+Na20 ^7.0%,金屬鉻中質(zhì)量含量Cr > 98%，鎳粉中質(zhì)量含量Ni ^ 99.5%,電解錳中質(zhì)量含量Mn彡99.5%，鑰鐵中質(zhì)量含量Mo 55-60%，氮化鉻鐵質(zhì)量含量:Cr彡60%、N彡5%，純堿中質(zhì)量含量NaCl彡0.7%。
[0061]作為進(jìn)一步選擇，所述藥皮重量為鉻鎳鑰氮合金焊芯重量的30-45%，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
[0062]白云石:3.5-5.5 ；
[0063]蠻石:2.5~3.8 ；
[0064]長(zhǎng)石粉:5.5-9.2 ；
[0065]天然金紅石:14-20.0 ；
[0066]云母:1.8-2.8;
[0067]金屬鉻:2.4-5.4 ；
[0068]鎳粉:1.2-2.2;
[0069]電解錳:2.7-3.5 ；
[0070]鑰鐵:0.4-1.8 ；
[0071]氮化鉻鐵:0-1.8;
[0072]純堿:0.4-0.6。
[0073]所述白云石中質(zhì)量含量=CaCO3 ^ 50 %, MgCO3彡40%，螢石中質(zhì)量含量CaF2彡96%，長(zhǎng)石粉中質(zhì)量含量=S12彡63%,Al2O3彡16%,K20+Na20彡12%，天然金紅石中質(zhì)量含量T12 ^95.5%,云母中質(zhì)量含量:Si02 ^45%'Al2O3 ^ 22%、K20+Na20 ^7.0%,金屬鉻中質(zhì)量含量Cr > 98%，鎳粉中質(zhì)量含量Ni ^ 99.5%,電解錳中質(zhì)量含量Mn彡99.5%，鑰鐵中質(zhì)量含量Mo 55-60%，氮化鉻鐵質(zhì)量含量:Cr彡60%、N彡5%，純堿中質(zhì)量含量NaCl彡0.7%。
[0074]作為選擇，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
[0075]含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%,MgC03彡40%的白云石4.0 ；
[0076]含質(zhì)量百分比CaF297.0 %的螢石3.0 ；
[0077]含質(zhì)量百分比Si026 3.7%、Α120317.2%、K2CHNa2O 16.2% 的長(zhǎng)石粉 8.0 ;
[0078]含質(zhì)量百分比Ti0296.2 %的天然金紅石14.0 ；
[0079]含質(zhì)量百分比Si0247.03%、Α120323.40%、K20+Na20 11.20% 的云母 2.0 ;
[0080]含質(zhì)量百分比Cr 99.13%的金屬鉻3.0 ；
[0081]含質(zhì)量百分比Ni 99.81%的鎳粉1.5 ;
[0082]含質(zhì)量百分比Mn 99.63 %的電解錳3.0 ；
[0083]含質(zhì)量百分比Mo 56.35%的鑰鐵1.0 ；
[0084]含質(zhì)量百分比Cr 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵1.0 ;
[0085]含質(zhì)量百分比Na2Cl 0.52%的純堿0.5。
[0086]作為選擇，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
[0087]含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%,MgC03彡40%的白云石4.0 ；
[0088]含質(zhì)量百分比CaF297.0 %的螢石3.0 ；
[0089]含質(zhì)量百分比Si026 3.7%、Α120317.2%、K2CHNa2O 16.2% 的長(zhǎng)石粉 8.0 ;
[0090]含質(zhì)量百分比Ti0296.2 %的天然金紅石14.0 ；
[0091]含質(zhì)量百分比Si0247.03%、Α120323.40%、K20+Na20 11.20% 的云母 2.0 ;
[0092]含質(zhì)量百分比Cr 99.13%的金屬鉻3.0 ；
[0093]含質(zhì)量百分比Ni 99.81%的鎳粉1.5 ;
[0094]含質(zhì)量百分比Mn 99.63 %的電解錳3.0 ；
[0095]含質(zhì)量百分比Mo 56.35%的鑰鐵1.0 ；
[0096]含質(zhì)量百分比Cr 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵1.0 ;
[0097]含質(zhì)量百分比Na2Cl 0.52%的純堿0.5。
[0098]作為選擇，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
[0099]含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%,MgC03彡40%的白云石3.0 ；
[0100]含質(zhì)量百分比CaF297.0%的螢石4.0 ;
[0101]含質(zhì)量百分比Si026 3.7%、Α120317.2%、K2CHNa2O 16.2% 的長(zhǎng)石粉 5.0 ;
[0102]含質(zhì)量百分比Ti0296.2%的天然金紅石20.0 ；
[0103]含質(zhì)量百分比Si0247.03%、Α120323.40%、K20+Na20 11.20% 的云母 2.0 ;
[0104]含質(zhì)量百分比Cr 99.13%的金屬鉻3.2 ；
[0105]含質(zhì)量百分比Ni 99.81%的鎳粉1.5 ;
[0106]含質(zhì)量百分比Mn 99.63 %的電解錳3.5 ；
[0107]含質(zhì)量百分比Mo 56.35%的鑰鐵1.2 ；
[0108]含質(zhì)量百分比Cr 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵1.0 ;
[0109]含質(zhì)量百分比Na2Cl 0.52%的純堿0.5。
[0110]本發(fā)明藥皮原料中各成分的主要作用如下:
[0111]白云石:在電弧熱的作用下分解成CaO、MgO和C02，是焊條制造中及常用的造渣、造氣材料，能夠提高熔渣的堿度，穩(wěn)定電弧、細(xì)化熔滴，增大熔渣與金屬界面張力，改善脫渣，并有較好的脫硫能力。
[0112]螢石:一定量的螢石可以降低液態(tài)金屬的表面張力，提高熔渣的流動(dòng)性，降低焊縫氣孔敏感性，改善熔渣的物理性能，對(duì)焊縫成型、脫渣等起關(guān)鍵作用，也是降低焊縫中擴(kuò)散氫的主要材料，但因焊接過程中螢石分解，會(huì)造成電弧不穩(wěn)定，同時(shí)產(chǎn)生有害氣體一氟化氫。
[0113]長(zhǎng)石粉:主要作用是造渣、穩(wěn)定電弧，并提高電焊條再引弧性能。焊接時(shí)提高電弧電壓，細(xì)化熔滴，提高焊條熔化速度。
[0114]天然金紅石:天然金紅石的作用主要是穩(wěn)定電弧、造渣，能夠調(diào)節(jié)熔渣的熔點(diǎn)、粘度、表面張力和流動(dòng)性，改善焊縫成形、減小飛濺；在本發(fā)明中加入焊芯重量7.0-12.0%金紅石，對(duì)焊縫成形、電弧穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。
[0115]云母:在焊條中的作用是造渣，改善焊條的壓涂性能，提高藥皮的抗裂性，并有利于穩(wěn)定電弧，改善熔渣的物理性能的作用。
[0116]金屬鉻:可以向焊縫過渡(滲入)鉻元素，提高焊縫金屬的強(qiáng)度和屈服點(diǎn)，抗腐蝕性能。
[0117]鎳粉:合金劑，向焊縫過渡(滲入)鎳元素，提高焊縫金屬的塑韌性。
[0118]電解錳:加入可起到脫硫、脫氧的作用，還可以向焊縫過渡(滲入)錳元素、提高焊縫強(qiáng)度。
[0119]鑰鐵:合金劑，向焊縫過渡(滲入)鑰元素，提高焊縫金屬的強(qiáng)度，抗點(diǎn)腐蝕性能。
[0120]氮化鉻鐵:合金劑，向焊縫過渡(滲入)鉻、氮元素，提高焊縫金屬的強(qiáng)度，抗點(diǎn)腐蝕性能。
[0121]純堿:在焊條壓涂過程中作為潤(rùn)滑劑。
[0122]本發(fā)明保護(hù)的雙相不銹鋼電焊條可用于耐晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、耐高溫持久強(qiáng)度要求較高，并_40°C有優(yōu)良的塑韌性的核電模塊、壓力容器及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的焊接。
[0123]一種前述用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條的生產(chǎn)方法，所采用的步驟為:將所述藥皮粉料攪拌混合均勻后，加入重量為藥皮重量16-20%的粘結(jié)劑混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于所述焊芯上，再經(jīng)低溫和高溫烘焙。
[0124]作為選擇，所述粘結(jié)劑的濃度(濃度表示水溶液中含固體溶質(zhì)所占比)為38° Be'?45° Be'模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃，所述低溫烘焙的溫度為50_80°C ;中溫烘焙的溫度為81-349°C ;高溫烘焙的溫度為350-380°C。
[0125]上述方案中，采用特定配比粘結(jié)劑，以及特定制造工藝可以有效的控制碳含量。
[0126]作為進(jìn)一步選擇，所述粘結(jié)劑加入重量為藥皮重量20%的濃度為38° Be'?45° Be'模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃，所述低溫烘焙的溫度為50_80°C;中溫烘焙的溫度為81-349°C ;高溫烘焙的溫度為350-380°C。
[0127]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明保護(hù)的電焊條焊接熔敷金屬化學(xué)成分分析、射線檢測(cè)、拉伸試驗(yàn)、-40°C沖擊、晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕均滿足核電的特殊要求,焊接熔敷金屬在焊態(tài)下，常溫和高溫150°C條件下的抗拉強(qiáng)度(Rm)、屈服強(qiáng)度(Rp0.2)、延伸率(A)優(yōu)良，-40°C沖擊(Cv)良好，符合AP1000標(biāo)準(zhǔn)和ASME標(biāo)準(zhǔn)中E2209-16要求。焊接時(shí)藥皮不易發(fā)紅開裂，焊條剩余部分短，脫渣容易，具有較好的焊接工藝性。

【具體實(shí)施方式】
[0128]下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0129]實(shí)施例1:
[0130]取焊芯成分為(wt% ):C:0.010%, Mn:1.50%, S1:0.10 %、Cr:22.82 %、Ni:
8.91%, Mo:3.13%, Co:0.011%、Cu:0.018%、N:0.12%, S:0.006%, P:0.012%、余量為
Fe及雜質(zhì)的鉻鎳鑰氮合金焊芯100kg。
[0131 ] 取藥皮，藥皮中各成分重量如下:含CaCO3 ^ 50%、MgC03彡40%的白云石4.0kg ；含 CaF297.0%的螢石 3.0kg ;含 Si026 3.7%、Α120317.2%,K20+Na20 16.2%的長(zhǎng)石粉 8.0kg ；含 Ti0296.2%的天然金紅石 14.0kg ;含 Si0247.03%,A120323.40%、K2CHNa2O 11.20%的云母2.0kg;#Cr99.13%的金屬鉻3.0kg;含Ni 99.81 %的鎳粉 1.5kg ;含Mn 99.63%的電解錳 3.0kg ;含]?056.35%的鑰鐵 1.0kg ;含0 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵 1.0kg ;含Na2Cl
0.52% 的純堿 0.5kg。
[0132]將上述粉料拌混合均勻后，加入濃度為38° Be'?45° Be'的模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃7.3kg混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于焊芯上，再經(jīng)50°C低溫烘焙0.5小時(shí)、80°C低溫烘焙3小時(shí)、160°C中溫烘焙3小時(shí)、350°C高溫烘焙3小時(shí)，即得核電模塊用雙相不銹鋼電焊條I。
[0133]將所得的核電模塊用雙相不銹鋼電焊條I進(jìn)行超低碳022Cr22Ni5Mo3N不銹鋼焊接實(shí)驗(yàn)，電弧穩(wěn)定、飛濺小，脫渣性良好，全位置焊接性能優(yōu)良，焊縫成型美觀，其熔敷金屬成分:Cr.23.12%,N1.9.08%,M0.3.21%,C.0.019%,Mn.0.85%,S1.0.68%,V.0.032%,Cu.0.016%,Nb.0.022%,N.0.15%,C0.0.013%,T1.0.011%,S.0.007%,P.0.015%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0134]熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算測(cè)得為:46 ;熔敷金屬在焊態(tài)常溫下的力學(xué)性能:Rm = 838Mpa、Rp0.2 = 683Mpa、A = 24.0% ;_40°C平均沖擊 Cv = 48J ;高溫 150。。力學(xué)性能:Rm = 680Mpa、Rp0.2 = 520Mpa, A = 26.0% ;金相試驗(yàn)分析焊縫組織為奧氏體加δ鐵素體，焊縫組織正常；熔敷金屬無晶間腐蝕傾向，射線檢測(cè)合格。
[0135]熔敷金屬成分按照ASTM Α751進(jìn)行；熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算；熔敷金屬在焊態(tài)常溫和高溫150°C的力學(xué)性能按照AWS B4.0進(jìn)行；沖擊Cv按ASTM A923 B法進(jìn)行；晶間腐蝕按ISO 3651-2 B法進(jìn)行；射線照相按ASTM E1032進(jìn)行。
[0136]實(shí)施例2:
[0137]本實(shí)施例除藥皮中各成分重量及烘焙工藝不同外，其余與實(shí)施例1均相同。
[0138]本實(shí)施例中藥皮中各成分重量如下:含CaCO3彡50%, MgC03彡40%的白云石
3.0kg ;含 CaF2 97.0 % 的螢石 4.0kg ;含 Si0263.7%, Α120317.2%、K2CHNa2O 16.2% 的長(zhǎng)石粉 5.0kg ;含 Ti0296.2% 的天然金紅石 20.0kg ;含 Si0247.03%, Al20323.40%, K2CHNa2O11.20%的云母2.0kg ;含Cr99.13%的金屬鉻3.2kg ;含附99.81%的鎳粉1.5kg ;含]^99.63%的電解錳3.5kg ;含]?056.35%的鑰鐵1.2kg ;含Cr 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵
1.0kg ;含 Na2Cl 0.52% 的純堿 0.5kg。
[0139]將上述粉料拌混合均勻后，加入濃度為38° Be'?45° Be'的模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃8.1kg混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于焊芯上，經(jīng)50°C至380°C連續(xù)烘焙多個(gè)小時(shí)，即得核電模塊用雙相不銹鋼電焊條2。
[0140]將所得的核電模塊用雙相不銹鋼電焊條2進(jìn)行超低碳022Cr22Ni5Mo3N不銹鋼焊接實(shí)驗(yàn)，電弧穩(wěn)定、飛濺小，脫渣性良好，全位置焊接性能優(yōu)良，焊縫成型美觀，其熔敷金屬成分:Cr.23.25%,N1.8.91%,M0.3.23%,C.0.021%,Mn.0.90%, S1.0.71%,V.0.030%,Cu.0.017%,Nb.0.020%,N.0.16%,C0.0.014%,T1.0.013%,S.0.008%,P.0.017%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0141]熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算測(cè)得為:47 ;熔敷金屬在焊態(tài)常溫下的力學(xué)性能:Rm = 839Mpa、Rp0.2 = 685Mpa、A = 23.0% ;-40°C平均沖擊 Cv = 48.5J ;高溫 150。。力學(xué)性能:Rm = 685Mpa>Rp0.2 = 530Mpa, A = 25.0% ;金相試驗(yàn)分析焊縫組織為奧氏體加δ鐵素體，焊縫組織正常；熔敷金屬無晶間腐蝕傾向，射線檢測(cè)合格。
[0142]熔敷金屬成分按照ASTM A751進(jìn)行；熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算；熔敷金屬在焊態(tài)常溫和高溫150°C的力學(xué)性能按照AWS B4.0進(jìn)行；沖擊Cv按ASTM A923 B法進(jìn)行；晶間腐蝕按ISO 3651-2 B法進(jìn)行；射線照相按ASTM E1032進(jìn)行。
[0143]實(shí)施例3:
[0144]本實(shí)施例除藥皮中各成分重量及烘焙工藝不同外，其余與實(shí)施例1均相同。
[0145]本實(shí)施例中藥皮中各成分重量如下:含CaCO3彡50%, MgC03彡40%的白云石
6.0kg ;含 CaF297.0% 的螢石 2.0kg ;含 Si026 3.7%, Α120317.2%, K2CHNa2O 16.2% 的長(zhǎng)石粉 10.0kg ;含 Ti0296.2% 的天然金紅石 15.0kg ;含 Si0247.03%, Al20323.40 %, K2CHNa2O
11.20% 的云母 1.5kg;含 Cr 99.13% 的金屬鉻 3.6kg ;含 Ni 99.81 % 的鎳粉 1.5kg ;含 Mn99.63%的電解錳 2.5kg;含 Mo 56.35%的鑰鐵 1.0kg ;含 Cr 62.15%, N 5.23%的氮化鉻鐵 1.0kg ;含 Na2Cl 0.52% 的純堿 0.5kg。
[0146]將上述粉料拌混合均勻后，加入濃度為38° Be'?45° Be'的模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃8.92kg混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于焊芯上，經(jīng)50°C至360°C連續(xù)烘焙多個(gè)小時(shí)，即得核電模塊用雙相不銹鋼電焊條3。
[0147]將所得的核電模塊用雙相不銹鋼電焊條3進(jìn)行超低碳022Cr22Ni5Mo3N不銹鋼焊接實(shí)驗(yàn)，電弧穩(wěn)定、飛濺小，脫渣性良好，全位置焊接性能優(yōu)良，焊縫成型美觀，其熔敷金屬成分:Cr.23.18%,N1.9.01%,M0.3.21%,C.0.023%,Mn.0.88%, S1.0.65%,V.0.031%,Cu.0.015%,Nb.0.018%,N.0.15%,C0.0.015%,T1.0.012%,S.0.007%,P.0.014%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0148]熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算測(cè)得為:45 ;熔敷金屬在焊態(tài)常溫下的力學(xué)性能:Rm = 820Mpa、Rp0.2 = 675Mpa、A = 26.0% ;_40°C平均沖擊 Cv = 50J ;高溫 150°C力學(xué)性能:Rm = 675Mpa、Rp0.2 = 510Mpa, A = 24.0% ;金相試驗(yàn)分析焊縫組織為奧氏體加δ鐵素體，焊縫組織正常；熔敷金屬無晶間腐蝕傾向，射線檢測(cè)合格。
[0149]熔敷金屬成分按照ASTM Α751進(jìn)行；熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算；熔敷金屬在焊態(tài)常溫和高溫150°C的力學(xué)性能按照AWS B4.0進(jìn)行；沖擊Cv按ASTM A923 B法進(jìn)行；晶間腐蝕按ISO 3651-2 B法進(jìn)行；射線照相按ASTM E1032進(jìn)行。
[0150]實(shí)施例4:
[0151]取焊芯成分為(wt%):C:0.010%,Mn:1.50%, S1:0.10%, Cr:23.2%,Ni:9%,Mo:3.13%, Co:0.011%, Cu:0.018%, N:0.12%, S:0.006%, P:0.012%、余量為 Fe 及雜質(zhì)的鉻鎳鑰氮合金焊芯100kg。
[0152]取藥皮，藥皮中各成分重量如下:含CaCO3 ^ 50%、MgC03彡40%的白云石4.0kg ；含 CaF297.0%的螢石 3.0kg ;含 Si026 3.7%、Α120317.2%,K20+Na20 16.2%的長(zhǎng)石粉 8.0kg ；含 Ti0296.2%的天然金紅石 14.0kg ;含 Si0247.03%,A120323.40%、K2CHNa2O 11.20%的云母2.0kg;#Cr99.13%的金屬鉻 1.2kg ;含Ni 99.81 %的鎳粉 1.5kg ;含Mn 99.63%的電解錳 3.0kg ;含]?056.35%的鑰鐵 1.0kg ;含0 62.15%,N 5.23%的氮化鉻鐵 1.0kg ;含Na2Cl
0.52% 的純堿 0.5kg。
[0153]將上述粉料拌混合均勻后，加入濃度為38° Be'?45° Be'的模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃7.3kg混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于焊芯上，經(jīng)50°C至380°C連續(xù)烘焙多個(gè)小時(shí)，即得核電模塊用雙相不銹鋼電焊條4。
[0154]將所得的核電模塊用雙相不銹鋼電焊條4進(jìn)行超低碳022Cr22Ni5Mo3N不銹鋼焊接實(shí)驗(yàn)，電弧穩(wěn)定、飛濺小，脫渣性良好，全位置焊接性能優(yōu)良，焊縫成型美觀，其熔敷金屬成分:Cr.23.12%,N1.9.08%,M0.3.21%,C.0.019%,Mn.0.85%, S1.0.68%,V.0.032%,Cu.0.016%,Nb.0.022%,N.0.15%,C0.0.013%,T1.0.011%,S.0.007%,P.0.015%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0155]熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算測(cè)得為:45 ;熔敷金屬在焊態(tài)常溫下的力學(xué)性能:Rm = 830Mpa、Rp0.2 = 675Mpa、A = 26.0 % ;-40°C平均沖擊 Cv = 48.6J ;高溫150°C力學(xué)性能:Rm = 678Mpa、Rp0.2 = 517Mpa，A = 27.0% ;金相試驗(yàn)分析焊縫組織為奧氏體加S鐵素體，焊縫組織正常；熔敷金屬無晶間腐蝕傾向，射線檢測(cè)合格。
[0156]熔敷金屬成分按照ASTM A751進(jìn)行；熔敷金屬鐵素體數(shù)FN按AWS Dl.6計(jì)算；熔敷金屬在焊態(tài)常溫和高溫150°C的力學(xué)性能按照AWS B4.0進(jìn)行；沖擊Cv按ASTM A923 B法進(jìn)行；晶間腐蝕按ISO 3651-2 B法進(jìn)行；射線照相按ASTM E1032進(jìn)行。
[0157]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，由鉻鎳鑰氮合金焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，其特征在于所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
C 彡 0.020wt% ；
Mnl.40-2.0Owt% ；
Si ( 0.30wt% ；
Cr21.5-23.5wt% ；
Ni8.0-9.0wt % ；
Mo ( 2.50-3.50wt% ；
N0.08-0.15wt% ；
Co ( 0.050wt% ；
Cu ( 0.050wt% ；
S 彡 0.010wt% ；
P 彡 0.015wt% ； 余量為Fe及雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
C 彡 0.015wt% ；
Mnl.5-1.8wt% ；
Si ( 0.20wt% ；
Cr21.5-23.5wt% ；
Ni8.0-9.0wt % ；
Mo ( 2.50-3.20wt% ；
N0.08-0.13wt% ；
Co ( 0.045wt% ；
Cu ^ 0.045wt% ；
S 彡 0.010wt% ；
P 彡 0.015wt% ； 余量為Fe及雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述鉻鎳鑰氮合金焊芯由以下成分組成:
C 彡 0.010wt% ；
Mnl.5-1.8wt% ；
Si ( 0.20wt% ；
Cr21.5-23.5wt% ；
Ni8.0-9.0wt % ；
Mo ( 2.50-3.20wt% ；
N0.08-0.13wt% ；
Co ( 0.045wt% ；
Cu ^ 0.045wt% ；
S 彡 0.010wt% ；
P 彡 0.015wt% ； 余量為Fe及雜質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述藥皮重量為鉻鎳鑰氮合金焊芯重量的30-45%，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
白云石:3.0-6.0 ；
螢石:2.0-4.0 ；
長(zhǎng)石粉:5.0-10.0 ； 天然金紅石=14.0-20.0 ；
云母:1.5-3.0 ；
金屬鉻:2.0-6.0 ；
鎮(zhèn)粉:I.0-2.4 ；
電解錳:2.5-3.5 ；
鑰鐵:0.4-2.0 ； 氮化鉻鐵:0-2.0 ；
純堿:0.4-0.6。 所述白云石中質(zhì)量含量=CaCO3彡50%, MgCO3彡40%，螢石中質(zhì)量含量CaF2彡96%,長(zhǎng)石粉中質(zhì)量含量=S12彡63%, Al2O3彡16%, K2CHNa2O彡12%，天然金紅石中質(zhì)量含量T12 彡 95.5%，云母中質(zhì)量含量=S12 ^ 45%, Al2O3 ^ 22%, K2CHNa2O 彡 7.0%，金屬鉻中質(zhì)量含量Cr ^ 98%，鎳粉中質(zhì)量含量Ni ^ 99.5%,電解錳中質(zhì)量含量Mn ^ 99.5%,鑰鐵中質(zhì)量含量Mo55-60%，氮化鉻鐵質(zhì)量含量:Cr > 60%、N > 5%，純堿中質(zhì)量含量NaCl 彡 0.7%。
5.如權(quán)利要求4所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述藥皮重量為鉻鎳鑰氮合金焊芯重量的30-45%，所述藥皮中各成分重量份數(shù)為:
白云石:3.5-5.5 ；
蠻石:2.5-3.8 ；
長(zhǎng)石粉:5.5-9.2 ； 天然金紅石:14-20.0 ； z?母:1.8~2.8 ；
金屬鉻:2.4-5.4 ；
鎳粉:1.2-2.2 ；
電解錳:2.7-3.5 ；
鑰鐵:0.4-1.8 ； 氮化鉻鐵:0-1.8;
純堿:0.4-0.6。 所述白云石中質(zhì)量含量=CaCO3 ^ 50%, MgCO3彡40%，螢石中質(zhì)量含量CaF2 ^ 96%,長(zhǎng)石粉中質(zhì)量含量=S12彡63%, Al2O3彡16%, K2CHNa2O彡12%，天然金紅石中質(zhì)量含量T12 彡 95.5%，云母中質(zhì)量含量=S12 ^ 45%, Al2O3 ^ 22%, K2CHNa2O 彡 7.0%，金屬鉻中質(zhì)量含量Cr ^ 98%，鎳粉中質(zhì)量含量Ni ^ 99.5%,電解錳中質(zhì)量含量Mn ^ 99.5%,鑰鐵中質(zhì)量含量Mo55-60%，氮化鉻鐵質(zhì)量含量:Cr > 60%、N > 5%，純堿中質(zhì)量含量NaCl 彡 0.7%。
6.如權(quán)利要求4所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述藥皮中各成分重量份數(shù)為: 含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%, MgC03彡40%的白云石4.0 ； 含質(zhì)量百分比CaF2 97.0%的螢石3.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 63.7%, Al2O3 17.2%、K20+Na2016.2%的長(zhǎng)石粉 8.0 ; 含質(zhì)量百分比T12 96.2%的天然金紅石14.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 47.03%, Al2O3 23.40%、K2CHNa2Oll.20%的云母 2.0 ; 含質(zhì)量百分比Cr99.13%的金屬鉻3.0 ; 含質(zhì)量百分比Ni99.81%的鎳粉1.5 ； 含質(zhì)量百分比Mn99.63 %的電解錳3.0 ； 含質(zhì)量百分比Μο56.35%的鑰鐵1.0 ； 含質(zhì)量百分比Cr62.15%,N5.23%的氮化鉻鐵1.0 ； 含質(zhì)量百分比Na2Cl0.52%的純堿0.5。
7.如權(quán)利要求4所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述藥皮中各成分重量份數(shù)為: 含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%, MgC03彡40%的白云石3.0 ； 含質(zhì)量百分比CaF2 97.0%的螢石4.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 63.7%, Al2O3 17.2%、K20+Na2016.2%的長(zhǎng)石粉 5.0 ; 含質(zhì)量百分比T12 96.2%的天然金紅石20.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 47.03%, Al2O3 23.40%、K2CHNa2Oll.20%的云母 2.0 ; 含質(zhì)量百分比Cr99.13%的金屬鉻3.2 ; 含質(zhì)量百分比Ni99.81%的鎳粉1.5 ； 含質(zhì)量百分比Mn99.63 %的電解錳3.5 ； 含質(zhì)量百分比Μο56.35%的鑰鐵1.2 ； 含質(zhì)量百分比Cr62.15%,N5.23%的氮化鉻鐵1.0 ； 含質(zhì)量百分比Na2Cl0.52%的純堿0.5。
8.如權(quán)利要求4所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條，其特征在于:所述藥皮中各成分重量份數(shù)為: 含質(zhì)量百分比CaCO3 ^ 50%, MgC03彡40%的白云石6.0 ； 含質(zhì)量百分比CaF2 97.0%的螢石2.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 63.7%, Al2O3 17.2%、K20+Na2016.2%的長(zhǎng)石粉 10.0 ; 含質(zhì)量百分比T12 96.2%的天然金紅石15.0 ； 含質(zhì)量百分比 S12 47.03%, Al2O3 23.40%、K2CHNa2Oll.20%的云母 1.5 ; 含質(zhì)量百分比Cr99.13%的金屬鉻3.6 ; 含質(zhì)量百分比Ni99.81%的鎳粉1.5 ； 含質(zhì)量百分比Mn99.63 %的電解錳2.5 ； 含質(zhì)量百分比Μο56.35%的鑰鐵1.0 ； 含質(zhì)量百分比Cr62.15%,N5.23%的氮化鉻鐵1.0 ； 含質(zhì)量百分比Na2Cl0.52%的純堿0.5。
9.一種權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條的生產(chǎn)方法，其特征在于所采用的步驟為:將所述藥皮粉料攪拌混合均勻后，加入重量為藥皮重量16-20%的粘結(jié)劑混合均勻，然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其包于所述焊芯上，再經(jīng)低溫、中溫和高溫烘焙。
10.如權(quán)利要求9所述的用于三代核電設(shè)備的雙相不銹鋼電焊條的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述粘結(jié)劑為濃度為38° Be'?45° Be'模數(shù)為3.1以下的鉀鈉水玻璃，所述低溫烘焙的溫度為50-80°C ;中溫烘焙的溫度為81-349°C ;高溫烘焙的溫度為350-380°C。
【文檔編號(hào)】B23K35/365GK104175018SQ201410409828
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】袁寧, 景益, 劉奇望, 叢大志, 蔣勇, 張俊寶, 簡(jiǎn)仁露, 余燕 申請(qǐng)人:四川大西洋焊接材料股份有限公司, 上海核工程研究設(shè)計(jì)院