專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎳鉻鉬合金系的鎳基焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接材料，特別是一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條。
背景技術(shù)：
近年來(lái)鎳基合金的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鎳基合金是指以鎳為基礎(chǔ)(Ni > 50%)，并含有其它合金元素，且能在一些介質(zhì)中耐腐蝕的合金。主要有鎳、鎳鑰(鎳鑰鐵)合金、鎳鉻(鎳鐵)合金、鎳鉻鑰及鎳鐵鉻等幾類(lèi)。鎳基合金主要用于一般鋼材難以勝任的使用條件苛刻、安全性要求高的極端環(huán)境下。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、高速發(fā)展，裝備制造業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)發(fā)展的突出特征是單機(jī)設(shè)備參數(shù)越來(lái)越高，使用條件越來(lái)越苛亥IJ，對(duì)安全性要求越來(lái)越高。這些技術(shù)特點(diǎn)促成了鎳基合金應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)，鎳基 合金的生產(chǎn)數(shù)量不斷增加，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，鎳基合金焊接材料的需求也在不斷增加，在能源制造領(lǐng)域這一現(xiàn)象尤為突出。目前鎳基合金焊接材料主要以進(jìn)口為主，國(guó)內(nèi)能夠滿(mǎn)足用戶(hù)要求穩(wěn)定供貨的很少，加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程是促進(jìn)我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展的重要措施之一。國(guó)內(nèi)關(guān)于鎳基焊條的專(zhuān)利僅有兩項(xiàng)ZL 2009 I 0227721.5 (一種鎳基焊條，鎳鉻鐵合金系)及ZL 2009 I 0227586. 4 (—種交流焊接用鎳基焊條，鎳鑰合金系)均為中船重工第七二五研究所申請(qǐng)，國(guó)外鎳基焊材的專(zhuān)利檢索到一個(gè)鎳基藥芯焊絲的專(zhuān)利Flux coredarc welding method of inconel 625 (KR20050024107 20050323)，未檢索到鎳基焊條的相關(guān)專(zhuān)利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，適用于Inconel625、Incoloy825、Incoloy25_6Mo、Monel400 合金的焊接、9%Ni 鋼的焊接、鎮(zhèn)基合金與不銹鋼異種材料間的焊接、表面堆焊。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，焊芯是采用ERNiCrMo-3焊芯，其質(zhì)量百分比組成為C彡O. 08，Si彡O. 30，Cr 21. O 23. O,Mn ( O. 50，F(xiàn)e ( I. O, Cu ( O. 50，Nb+Ta :3. 5 4. 2，S 彡 O. 015，P 彡 O. 015，Mo9 10，其它雜質(zhì)彡O. 050 ;余量為Ni，Ni彡60. O ;藥皮的固體份組成及重量百分比大理石20 40%，螢石25 35%，膨潤(rùn)土 2 5%，硅鐵I 4%，金屬錳I 4%，純堿0 2%，石英I 3%，碳酸鍶I 3%，氟化鋇2 5%，碳酸鋇5 10%，鈦酸鉀2 6%，鈦鐵2 5%，鈮粉3 6%，金屬鉻I 4%。本專(zhuān)利的鎳基焊條，藥皮固體份以碳酸鹽、氟化物與合金為主，同時(shí)添加部分的穩(wěn)弧與改善壓途物質(zhì)，用普通2. 9M1 :1鉀鈉水玻璃作為粘結(jié)劑，使用普通焊條壓涂生產(chǎn)線(xiàn)壓涂成焊條。藥皮的組成原料技術(shù)要求如下大理石=CaCO3彡95%，S彡O. 03%, P彡O. 03% ；螢石CaF2 彡 97%, S 彡 O. 03%, P 彡 O. 03% ;膨潤(rùn)土 Si02 彡 60%, Al2O3 彡 10%, CaO 彡 1%，S 彡 O. 03%, P 彡 O. 03% ；硅鐵Si43 47%，S 彡 O. 02%, P 彡 O. 04% ;金屬錳Mn 彡 97. 0%,S 彡 O. 02%，P 彡 O. 03% ;純堿=Na2CO3 彡 98. 0% ;石英=SiO2 彡 97%, S 彡 O. 04%，P 彡 O. 04% ;碳酸鍶SrC03 彡 97. 0% ;氟化鋇；碳酸鋇BaC03 彡 98. 0%，S^O. 05%, P^O. 05% ;鈦酸鉀TiO2 彡 60. 0%, K2O 彡 28. 0%, S 彡 O. 05%，P 彡 O. 05% ;鈦鐵Ti25 35%，S 彡 O. 03%，P 彡 O. 05% ；鈮粉Nb+Ta 彡 98. 0%, S 彡 O. 01%，P 彡 O. 01% ;金屬鉻Cr 彡 98. 0%, S 彡 O. 05%，P 彡 O. 01%。本發(fā)明的焊條適用于Inconel625、Incoloy825、Incoloy25_6Mo、Monel400 合金的焊接；9%Ni鋼的焊接；鎳基合金與不銹鋼異種材料間的焊接；表面堆焊。鎳基合金的熔點(diǎn)較鐵基合金的熔點(diǎn)高，采用普通渣系藥皮配方試制的焊條往往出現(xiàn)熔渣覆蓋不完全、粘渣嚴(yán)重、電弧穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。本焊條藥皮中各成分的主要作用簡(jiǎn)述如下
大理石大理石的主要作用是造渣、造氣，能夠調(diào)節(jié)熔渣的熔點(diǎn)、粘度、表面張力和界面 張力。因而將藥皮中大理石含量控制在40 50%。螢石適量的螢石可以降低液態(tài)金屬的表面張力，提高其流動(dòng)性，使得焊縫成型美觀(guān)，降低焊縫氣孔敏感性，并能夠降低熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量。本發(fā)明的螢石含量的合適范圍是25 35%。膨潤(rùn)土 主要是造渣劑，并與其它粉料配合可改善脫渣性，當(dāng)含量低于2%時(shí)作用不明顯，而高于5%時(shí)會(huì)導(dǎo)致渣變稀。硅鐵加入主要起到脫氧的作用。其脫氧產(chǎn)物也參與造渣，加入量低于1%時(shí)，脫氧不充分，加入量高于4%時(shí)，可能增加焊縫中Si含量。因而控制硅鐵加入量為I 4%。金屬錳的加入可以起到脫硫的作用，還可以向焊縫中過(guò)渡Mn元素，提高焊縫的強(qiáng)度。根據(jù)熔敷金屬成分要求，限制藥皮中金屬錳在I 4%。加入純堿為了改善焊條的壓涂性，純堿加入量O 2%。石英主要是造渣劑，可以調(diào)整熔渣的粘度并改善熔滴過(guò)渡形態(tài)，經(jīng)試驗(yàn)其合適范圍是I 3%。碳酸鍶本發(fā)明加入碳酸鍶較好地改善了電弧的穩(wěn)定性，其作為碳酸鹽參與造渣，加入過(guò)少作用不明顯，加入量太多成本增加很多，本發(fā)明加入量為廣3%。氟化鋇主要作用是替代部分的螢石，在實(shí)現(xiàn)氟化物在焊條藥皮中的作用同時(shí)比螢石對(duì)電弧穩(wěn)定性的不良影響要小得多。當(dāng)氟化鋇含量低于2%時(shí)，作用不明顯，氟化鋇含量高于5%時(shí)，增加焊條成本較多。碳酸鋇本發(fā)明的關(guān)鍵之一是用碳酸鋇部分取代大理石，不但可以實(shí)現(xiàn)大理石在焊條藥皮中的作用，還可以進(jìn)一步改善焊接電弧的穩(wěn)定性以及熔渣的覆蓋性。含量低于5%作用不明顯，高于10%會(huì)導(dǎo)致工藝性能惡化。鈦酸鉀主要作用為改善焊條焊接工藝性能，還對(duì)改善焊條的壓涂性能和穩(wěn)定焊接電弧有益。鈦酸鉀含量超過(guò)6%時(shí)，焊接飛濺增大、藥皮吸潮性增加，鈦酸鉀含量低于2%時(shí)，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為2 6%。鈦鐵主要的脫氧劑，其脫氧效果要強(qiáng)于硅鐵，兩者配合保證焊接過(guò)程的氧化還原反應(yīng)充分進(jìn)行，經(jīng)試驗(yàn)本發(fā)明合適含量為2 5%。鈮粉主要作用為向焊縫滲合金，以補(bǔ)充焊接時(shí)鈮的燒損，加入量過(guò)少作用不明顯，加入量過(guò)大沒(méi)必要，故控制鈮粉含量在3飛％。金屬鉻主要作用為向焊縫滲合金，以補(bǔ)充焊接時(shí)鉻的燒損，本發(fā)明控制藥皮中金屬鉻含量在廣4%。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的鎳基焊條具有如下特點(diǎn)
(O具有較高的強(qiáng)度，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度可達(dá)到760MPa以上。(2)具有較好的低溫沖擊韌性，_196°C沖擊功平均值達(dá)到40J以上。(3)具有良好的焊接工藝性，焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，操作容易，焊縫成型好，脫渣方便。(4)焊條生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利進(jìn)一步解釋說(shuō)明。但本專(zhuān)利的保護(hù)范圍不限于具體的實(shí)施方式。實(shí)施例I
實(shí)施例的配方如表I所示。表I(%)
權(quán)利要求
1.一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，其特征是焊芯是采用ERNiCrMo-3 焊芯，其質(zhì)量百分比組成為-.C^ O. 08, Si ^O. 30, Cr :21. O 23. 0K0. 50，F(xiàn)e 彡 I. 0，Cu 彡 O. 50，Nb+Ta :3. 5 4. 2，S 彡 O. 015，P 彡 O. 015，Mo9 10，其它雜質(zhì)(O. 050 ;余量為Ni，Ni彡60.0 ;藥皮的固體份組成及重量百分比大理石20 40%，螢石25 35%，膨潤(rùn)土 2 5%，硅鐵I 4%，金屬錳I 4%，純堿0 2%，石英I 3%，碳酸鍶I 3%，氟化鋇2 5%，碳酸鋇5 10%，鈦酸鉀2 6%，鈦鐵2 5%，鈮粉3 6%，金屬鉻I 4%。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種鎳鉻鉬合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，其特征是焊芯是采用ERNiCrMo-3焊芯；藥皮組成大理石20~40%，螢石25~35%，膨潤(rùn)土2~5%，硅鐵1~4%，金屬錳1~4%，純堿0~2%，石英1~3%，碳酸鍶1~3%，氟化鋇2~5%，碳酸鋇5~10%，鈦酸鉀2~6%，鈦鐵2~5%，鈮粉3~6%，金屬鉻1~4%。本發(fā)明的鎳基焊條具有較高的強(qiáng)度，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度可達(dá)到760MPa以上；較好的低溫沖擊韌性，-196℃沖擊功平均值達(dá)到40J以上；良好的焊接工藝性，焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，操作容易，焊縫成型好，脫渣方便；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低。
文檔編號(hào)B23K35/30GK102962603SQ201210441799
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者黃連濤, 郭敬杰, 吳倫發(fā) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所