專利名稱：九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲的制作方法
一種九鉻一鉬鈮釩(9Cr1MoNbV)耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲屬于粉芯焊絲制造技術(shù)領(lǐng)域。
九鉻一鉬鈮釩鋼(T91,P91,F91)是美國(guó)新型馬氏體耐熱鋼，目前九鉻一鉬鈮釩鋼的焊接多采用以實(shí)芯焊絲為填充絲的鎢極氬弧焊。用這一技術(shù)焊接底層焊道時(shí)，焊道背面需要充氬保護(hù)，工藝復(fù)雜，且難于保證質(zhì)量。此外，實(shí)芯焊絲也依賴進(jìn)口，且價(jià)格十分昂貴，我國(guó)要研制和生產(chǎn)這種實(shí)芯焊絲從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都存在許多的困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種雜質(zhì)含量低、具有適當(dāng)強(qiáng)度、較高斷裂韌性及較好的焊接工藝性能和加工性能的九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲。
本發(fā)明的特征是粉芯中各粉料采用酸性渣系，或采用堿性渣系或采用金屬粉芯，其重量配比為酸性渣系Mn:0.86～4.8％,Mo:2.4～4.5％,Nb:0.015～0.63％,Cr:23.8～41.7％,Ni:0.86～4.8％,V:0.3～2.53％，金紅石20～36％，石英2～5％，冰晶石4～12％，長(zhǎng)石1～3％，大理石1～3％,Si-Fe:1～4％,Ti-Fe:0.5～3％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比即加粉系數(shù)為25～35％；堿性渣系Mn:0.2～5％,Mo:1～6％,Nb:0.01～1％,Cr:20～40％,Ni:0.5～6％,V:0.3～7.5％,金紅石3～15％，螢石1～20％，硅灰石1～20％，氧化鎂2～15％，錳礦0.5～10％，氧化鋁0.5～15％,Si-Fe.:0.4～6％,Ti-Fe:0.5～10％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比即加粉系數(shù)為24～36％；金屬粉芯Mn:0.67～4％,Mo:1.9～3.7％,Nb:0.011～0.51％,Cr:18～34％,Ni:0.67～4％,V:0.23～2.04％,Si～Fe:0.5～2.5％,Ti-Fe:0.5～3％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比即加粉系數(shù)為30～45％。
在上述配方中，F(xiàn)e粉起調(diào)節(jié)成分的作用，C及雜質(zhì)元素S、P含于鋼帶及各種粉料中。在酸性渣系配方中，合金元素占焊絲總質(zhì)量的25～60％；在堿性渣系配方中，合金元素占焊絲總質(zhì)量的20～70％；在金屬粉芯配方中，合金元素占焊絲總質(zhì)量的20～50％。該焊絲鋼帶外皮成分中雜質(zhì)含量極低，其中C≤0.04％,S≤0.02％,P≤0.01％，并且該焊絲粉芯成分中雜質(zhì)含量也極低，其中C≤0.04％,S≤0.02％,P≤0.01％。
按照上述三種配方制成的粉芯焊絲，經(jīng)鎢極氬弧焊的冶金過程后，可獲得相同化學(xué)成分和各種性能的熔敷金屬，該焊絲熔敷金屬化學(xué)成分(重量％)為C:≤0.15％,Cr:8～10％,Mo:0.85～1.1％,Ni:0.3～1.2％,V:0.1～0.6％,Nb:0.005～0.15％,Si:0.1～0.8％,Mn:0.3～1.2％,P:＜0.02％,S:＜0.02％。由于在酸性渣系或堿性渣系配方中含有多種造渣物質(zhì)，在為管道、容器打底焊時(shí)可以獲得綜合性能優(yōu)良的焊接熔渣，在焊接過程中，能順利過渡到焊接熔池背面，實(shí)現(xiàn)良好的熔渣保護(hù)，防止了空氣中氧、氮的有害作用，并使背面焊道具有良好的成形。用于填充和蓋面的金屬粉芯焊絲則無需添加造渣物質(zhì)，具有更高的熔敷效率。
本焊絲的熔敷金屬具有優(yōu)異的性能，在具有適當(dāng)強(qiáng)度的同時(shí)具有較高的斷裂韌性。σb為550～780MPa,δ5為15～35％，并且有較好的焊接性能和加工性能，適合于壓力容器、核反應(yīng)堆及電站鍋爐受熱面管系的焊接。
制造工藝采用常規(guī)方法，在制造焊絲時(shí)，嚴(yán)格去除鋼帶背面的油污、銹蝕和水分，并將粉芯材料經(jīng)篩分、烘培以獲得高質(zhì)量的焊絲。該制造工藝比較簡(jiǎn)單，易于控制，成本較低，成品焊絲價(jià)格比經(jīng)特殊冶煉而成的實(shí)芯焊絲降低50％左右。
實(shí)施例1、酸性渣系例一Mn:4.8％,Mo:4.5％,Nb:0.6％,Cr:41.7％,Ni:4.8％,V:2.5％，金紅石20％，石英2％，冰晶石4％，長(zhǎng)石1％，大理石1％,Si-Fe:1％,Ti-Fe:0.5％,Fe粉11.6％，加粉系數(shù)25％。
性能試驗(yàn)σb:710MPaδ5:19％例二Mn:0.86％,Mo:2.4％,Nb:0.02％,Cr:23.8％,Ni:0.86％,V:0.3％，金紅石36％，石英5％，冰晶石；12％，長(zhǎng)石3％，大理石3％,Si-Fe:4％,Ti-Fe:3％,Fe粉5.76％，加粉系數(shù)35％。
性能試驗(yàn)σb:720MPaδ5:20％2、堿性渣系例一Mn:1.7％,Mo:6％,Nb:0.35％,Cr:34％,Ni:2.5％,V:2.2％，金紅石4.9，螢石14.2％，硅灰石11.6％，氧化鎂6.1％，錳礦1.61％，氧化鋁2.47％,Si-Fe:2％,Ti-Fe:1.8％,Fe粉8.57，加粉系數(shù)28％。
性能試驗(yàn)σb:650MPaδ5:21％例二Mn:1.5％,Mo:4％,Nb:0.4％,Cr:30％,Ni:3％,V:2.1％，金紅石14％，螢石5.4％，硅灰石8％，氧化鎂8.61％，錳礦4.2％，氧化鋁3％,Si-Fe:1.4％,Ti-Fe:1.2％,Fe粉13.19％，加粉系數(shù)31％。
性能試驗(yàn)σb:670MPaδ5:22％3、金屬粉芯例一Mn:4％,Mo:3.7％,Nb:0.5％,Cr:33％,Ni:4％,V:2％,Si-Fe:2.5％,Ti-Fe:3％,Fe:47.3％，加粉系數(shù)30％。
性能試驗(yàn)σb:730MPaδ5:21％例二Mn:0.7％,Mo:1.9％,Nb:0.02％,Cr:18％,Ni:0.7％,V:0.25％,Si-Fe:1％,Ti-Fe:0.5％,Fe:76.93％，加粉系數(shù)45％。
性能試驗(yàn)σb:740MPaδ5:20％
權(quán)利要求
1.一種九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲，其特征在于粉芯中各粉料采用酸性渣系，或采用堿性渣系或采用金屬粉芯，其重量配比為酸性渣系Mn:0.86～4.8％,Mo:2.4～4.5％,Nb:0.015～0.63％,Cr:23.8～41.7％,Ni:0.86～4.8％,V:0.3～2.53％，金紅石20～36％，石英2～5％，冰晶石4～12％，長(zhǎng)石1～3％，大理石1～3％,Si-Fe.1～4％,Ti-Fe:0.5～3％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比為25～35％；堿性渣系Mn:0.2～5％,Mo:1～6％,Nb:0.01～1％,Cr:20～40％,Ni-0.5～6％,V:0.3～7.5％，金紅石3～15％，螢石1～20％，硅灰石1～20％，氧化鎂2～15％，錳礦0.5～10％，氧化鋁0.5～15％,Si-Fe:0.4～6％,Ti-Fe:0.5～10％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比為24～36％；金屬粉芯Mn:0.67～4％,Mo:1.9～3.7％,Nb:0.011～0.51％,Cr:18～34％,Ni:0.67～4％,V:0.23～2.04％,Si～Fe:0.5～2.5％,Ti-Fe:0.5～3％，其余為Fe粉，其中，粉芯占焊絲的重量百分比為30～45％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲，其特征在于酸性渣系配方中的合金元素占焊絲總重量的25～60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲，其特征在于堿性渣系配方中的合金元素占焊絲總重量的20～70％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲，其特征在于金屬粉芯配方中的合金元素占焊絲總重量的20～50％。
全文摘要
一種九鉻一鉬鈮釩耐熱鋼鎢極氬弧焊粉芯焊絲屬于粉芯焊絲制造技術(shù)領(lǐng)域。它解決了生產(chǎn)耐熱鋼絲材工藝復(fù)雜、成本高等問題。本發(fā)明的特征是粉芯中各粉料采用酸性渣系,或采用堿性渣系或采用金屬粉芯。在酸性渣系或堿性渣系配方中含有多種造渣物質(zhì),在為管道、容器打底焊時(shí)可以獲得綜合性能優(yōu)良的焊接熔渣,而用于填充和蓋面的金屬粉芯焊絲不含造渣物質(zhì),具有更高的熔敷效率。該制造工藝簡(jiǎn)單,成本較低。本發(fā)明的粉芯焊絲雜質(zhì)含量低,焊接工藝性能良好,熔敷金屬力學(xué)性能較好,適合于壓力容器、核反應(yīng)堆及電站鍋爐受熱面管系的焊接。
文檔編號(hào)B23K35/22GK1234313SQ99103599
公開日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1999年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月6日
發(fā)明者姜運(yùn)健, 孫裕昌, 王慶, 蔣建敏, 劉建萍, 魏琪, 熊第京, 朱學(xué)軍, 崔麗, 石坤 申請(qǐng)人:河北省電力試驗(yàn)研究所, 北京工業(yè)大學(xué)