本發(fā)明涉及一種成型性能優(yōu)異的電焊條，特別涉及一種用于雙相不銹鋼焊接的專用電焊條。
背景技術(shù)：
：由于能夠兼顧鐵素體不銹鋼的高強度和抗氯化物應(yīng)力腐蝕的能力，以及奧氏體不銹鋼的良好的耐蝕性和韌性，雙相不銹鋼在石化、海水淡化處理、化學(xué)品船等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外不銹鋼用焊條主要有堿性、酸性和鈦性三類。堿性焊條，如CN101367161和CN102019518雖能保證焊縫金屬較好的低溫沖擊韌性，但成型較差，電弧不穩(wěn)定，效率低。酸性焊條，如CN101323058和CN101817123雖能提高焊接工藝性能、但常常導(dǎo)致氣孔、裂紋等缺陷，惡化焊接接頭焊接質(zhì)量。鈦性焊條吸收了堿性和酸性焊條的優(yōu)勢，兼顧了韌性、接頭焊接質(zhì)量問題，如CN102513741，CN104439759和CN104175018等。焊道表面質(zhì)量受制于焊條的脫渣性能，是影響焊接效率的重要因素。市場亟需能同時夠兼顧韌性、焊接缺陷、及焊道表面質(zhì)量的焊條，在確保安全性能的前提下，提高制造效率。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成型性能優(yōu)異的雙相不銹鋼電焊條、其焊接電弧穩(wěn)定性好、低飛濺、脫渣性能優(yōu)異、焊道表面質(zhì)量好。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種成型性能優(yōu)異的雙相不銹鋼用電焊條，包括焊芯及表面藥皮，其特征在于以重量百分比計的所述的焊芯材料由以下成分組成：7-9％Ni，20-24％Cr，0.5-2.4％Mo，0.1-1.0％Nb，0-2％Cu，0.5-1％Mn，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)；其特征在于以重量百分比計的所述的藥皮成分由以下成分組成：大理石3-8％，螢石4-5％，金紅石21-28％，鉻鐵3-6％，金屬粉5-20％，及適量粘結(jié)劑等。作為進一步選擇，其特征在于以重量百分比計的所述的焊芯材料由以下成分組成：7-9％Ni，20-24％Cr，0.5-2.4％Mo，0.1-1.0％Nb，0-2％Cu，0-0.2％Si，0.5-1％Mn，0-0.02％C，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。其特征在于以重量百分比計的所述的藥皮成分由以下成分組成：大理石3-8％，螢石4-5％，金紅石21-28％，鉻鐵3-6％，金屬粉5-20％，及適量粘結(jié)劑等。藥皮成分中，按下述關(guān)系式計算的D1和D2應(yīng)滿足：D1：6-9％；D2＝23-27％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。作為進一步選擇，其特征在于以重量百分比計的所述的焊芯材料 由以下成分組成：7-9％Ni，20-24％Cr，0.5-2.4％Mo，0.1-1.0％Nb，0-2％Cu，0-0.2％Si，0.5-1％Mn，0-0.02％C，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。其特征在于以重量百分比計的所述的藥皮成分由以下成分組成：大理石3-8％，螢石4-5％，金紅石21-28％，鉻鐵3-6％，金屬粉5-20％，氧化硅或硅酸鹽、且使得SiO2和Fe2O3中的一種或一種以上的含量在0.5-3.0％之間，及適量粘結(jié)劑。藥皮成分中，按下述關(guān)系式計算的D1和D2應(yīng)滿足：D1：6-9％；D2＝23-27％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。將上述藥皮粉料攪拌混合均勻后，加入重量為藥皮18-25％的粘結(jié)劑，然后送入壓條機將其包覆于焊芯上，干燥后經(jīng)過三段式烘烤，150-180℃一小時、260-340℃三小時和170-180℃一小時，即可制得電焊條。對藥皮成分設(shè)計說明如下：大理石：一方面利用其高溫狀態(tài)下分解的CO2對熔池提供保護，一方面利用其產(chǎn)生的CaO進行造渣，清潔焊縫金屬，改善脫渣性能。如果含量過高，會使得焊縫金屬中出現(xiàn)氣孔等缺陷。含量過低，對焊接熔池保護不利，使得焊接熔池過度氧化，會顯著惡化力學(xué)性能。因此，其優(yōu)選含量是3-8％。螢石：主要成分是CaF2，能夠改善液態(tài)焊接熔池的流動性、進 而改善成形性能；另一方面，利用其較強的脫硫和脫氫作用，改善焊縫金屬的低溫韌性。大理石和氧化硅的含量。含量過低，焊縫中容易出現(xiàn)氣孔。含量過高，降低電弧穩(wěn)定性、降低起弧性能高、影響工藝性能。因此，其優(yōu)選含量是4-5％。金紅石：主要用于焊接熔池造渣、改善脫渣性能。另一方面過渡到焊縫金屬的Ti元素，還可以提高焊接電弧穩(wěn)定性、減少焊接飛濺，從而改善焊接工藝性能?？紤]到大理石和氧化硅的含量，其優(yōu)選含量是21-28％。鉻鐵：向焊縫中過度Cr元素，其含量是3-6％。金屬粉：向焊縫中過度金屬元素，其包括鉬(鉬鐵)粉和鎳(鎳鐵)粉中的一種或一種以上，含量是5-20％。主要作用是保證焊縫金屬中鐵素體和奧氏體的比例在合適區(qū)間，從而確保焊縫金屬的力學(xué)性能、和耐腐蝕性能。氧化硅、硅酸鹽：其作用調(diào)整焊接熔渣的成分和結(jié)構(gòu)。含量過高，會降低熔池金屬粘度，不利于全位置焊接的需求。含量過低，會增加熔渣層的致密度、增加脫渣難度。因此，其優(yōu)選含量是0.5-3％。藥皮成分中的D1和D2的大小和比例對焊接熔池的脫渣性能起決定性作用。D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，這四種金屬氧化物可視為堿性金屬氧化物，一方面會增加焊接熔池粘度，另一方面會通過深度脫氧來凈化焊縫金屬。含量過高時，由于粘性過大，不利于焊道成型。含量過低時，不利于焊縫金屬的低溫韌性。其優(yōu)選含量是6-9％。D2＝Al2O3+TiO2，這兩種均屬于強脫氧金屬氧化物，在改善焊接熔池金屬流動性的同時，也對焊接熔渣和電弧性能起著重要作用。含量過高時，不利于穩(wěn)定控制焊接電弧。含量過低時，對焊接熔渣的效果不明顯。因此，優(yōu)選含量是23-27％。D1和D2一方面決定了焊接熔渣的渣層結(jié)構(gòu)和物理性能，即脫渣性能；另一方面也平衡了焊接熔池粘度，同時兼顧焊縫金屬低溫沖擊韌性和適應(yīng)全位置工藝性能。粘結(jié)劑：加入適量粘接劑用于改善藥皮的流動性和粘度，從而利于壓涂性能改善。焊芯成分設(shè)計說明如下：Ni：是焊芯和焊條中最重要的元素。考慮到藥皮材料電弧物理特性，以及焊接過程中合金元素的過渡系數(shù)，其優(yōu)選含量是7-9％。Cr：是焊縫金屬中的重要元素?？紤]到藥皮材料電弧物理特性，以及焊接過程中合金元素的過渡系數(shù)，以及Ni含量，其優(yōu)選含量是20-24％。Mo:是焊縫金屬中最重要的強化元素，考慮藥皮材料電弧物理特性，以及焊接過程中合金元素的過渡系數(shù)，其優(yōu)選含量是0.5-2.4％。Nb:用于改善雜質(zhì)元素和偏析給焊縫金屬的腐蝕性能帶來的不利影響。含量過高時，影響N的含量和分布、降低奧氏體比例。含量過低時，效果不明顯。因此，其優(yōu)選含量是0.1-1％。Cu:用于穩(wěn)定焊縫金屬中的奧氏體生成，從而使得適應(yīng)更廣的焊 接工藝條件，并確保焊縫金屬的各項技術(shù)指標(biāo)。含量過高時，易導(dǎo)致焊縫金屬粘度過大，影響全位置焊接工藝性能。因此，其優(yōu)選含量是0-2％。Si：一方面充當(dāng)焊縫金屬中的脫氧元素，另一方面是出于焊接電弧控制、渣皮結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。因此，優(yōu)選含量是0-0.2％。Mn：主要用于向焊縫金屬中過渡，焊縫金屬中的Mn一方面充當(dāng)焊縫金屬中的脫氧元素，另一方面是焊縫金屬中的強化元素。含量過高或過低均不利于焊縫金屬中奧氏體的控制、導(dǎo)致力學(xué)性能惡化。因此，優(yōu)選含量是0.5-1％。C：作為雜質(zhì)元素存在，其含量≤0.02％。將上述藥皮配置完、裹敷在焊芯材料上、進行壓涂和干燥；然后經(jīng)過三段式烘烤，150-180℃一小時、260-340℃三小時和170-180℃一小時，即制成本發(fā)明所述焊條。且焊條中藥皮所占重量百分比在25-40％之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)的有益效果至少在于：1、提供了一種低成本、焊縫成形美觀、脫渣性能好、焊縫低溫韌性優(yōu)異、適應(yīng)全位置焊接的焊條。尤其是焊道表面渣層易脫落，且焊道表面波紋細密，成型美觀。2、該發(fā)明技術(shù)的焊接電弧穩(wěn)定、起弧性能好，確保了高效焊接和高質(zhì)量焊接的要求。具體實施方式下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明。實施例1藥皮成分(重量百分比)包括：大理石5％，螢石4.2％,金紅石25％，鉻鐵5％，金屬粉15％，氧化硅1％，及適量粘結(jié)劑。藥皮中，按下述關(guān)系式計算的D1＝7.2％；D2＝25.6％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。焊芯材料(重量百分比)包括7％Ni，21％Cr，1.5％Mo，0.5％Nb，1％Cu，0.1％Si，0.8％Mn，0.01％C，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。將各成分粉料按照比例均勻混合，然后送入壓涂機內(nèi)將其裹覆于焊芯上，經(jīng)過干燥、三段式烘烤，150-180℃一小時、260-340℃三小時和170-180℃一小時，即制成本發(fā)明所述焊條。實施例2藥皮成分(重量百分比)包括：大理石7％，螢石5％,金紅石22％，鉻鐵4％，金屬粉12％，氧化硅2％，及適量粘結(jié)劑。藥皮中，按下述關(guān)系式計算的D1＝8％；D2＝26.5％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。焊芯材料(重量百分比)包括9％Ni，20％Cr，2％Mo，0.8％Nb，0.4％Cu，0.05％Si，0.6％Mn，0.015％C，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。將各成分粉料按照比例均勻混合，然后送入壓涂機內(nèi)將其裹覆于 焊芯上，經(jīng)過干燥、三段式烘烤，150-180℃一小時、260-340℃三小時和170-180℃一小時，即制成本發(fā)明所述焊條。實施例3藥皮成分(重量百分比)包括：大理石6％，螢石4.4％,金紅石28％，鉻鐵6％，金屬粉18％，及適量粘結(jié)劑。藥皮中，按下述關(guān)系式計算的D1＝9％；D2＝23％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。焊芯材料(重量百分比)包括8％Ni，20％Cr，0.9％Mo，0.2％Nb，2％Cu，0.8％Mn，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。將各成分粉料按照比例均勻混合，然后送入壓涂機內(nèi)將其裹覆于焊芯上，經(jīng)過干燥、三段式烘烤，150-180℃一小時、260-340℃三小時和170-180℃一小時，即制成本發(fā)明所述焊條。對比例1焊芯與實施例1相同。藥皮中螢石比例為8％，其余成分與實施例1相同。對比例2藥皮與實施例2相同。焊芯中Ni比例為12％，其余成分與實施例2相同。對比例3焊芯與實施例3相同。藥皮中主要成分與實施例3相同；但D1＝10，D2＝22，與實施例不同。將上述三種實施例和三種對比例做成焊條、進行焊接試驗。母材選用雙相不銹鋼板，采用相同的焊接工藝進行對比。然后對焊接工藝性能和焊縫金屬力學(xué)性能進行統(tǒng)計分析，結(jié)果分別見表1和表2。對焊縫金屬也進行了腐蝕試驗。首先對試樣進行熱處理，熱處理溫度為650-680℃，時間為2小時；然后將試樣放入配制好的溶液中，溫度為22.5℃，放置時間為3天。溶液氯化鐵水溶液，比例為1:6。試驗后取出試樣，采用失重法計算腐蝕速率，并觀察表面有無點蝕，結(jié)果分別見表3。由上述結(jié)果可知，本發(fā)明通過焊芯和藥皮成分重新設(shè)計，得到了焊接電弧穩(wěn)定性好、低飛濺、易脫渣、焊道形狀良好的電焊條，且橫焊和立焊工藝性能優(yōu)良，適用于全位置焊接。本發(fā)明電焊條不受上述實施例的限制，任何符合本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)的改進和變化都在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。表1.焊接工藝測試結(jié)果(O:合格；×:不合格)表2.熔敷金屬力學(xué)性能(備注：按照GB/T983-1995執(zhí)行)表3.點蝕性能實施例1實施例2實施例3對比例1對比例2對比例3腐蝕速率(g/m2*h)0.00210.00230.00250.00320.00240.0026有無點蝕無無無無無有當(dāng)前第1頁1 2 3