专利名称：：Wb36钢焊接用超低氢碱性焊条的制作方法
技术领域：
：属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用于WB36钢的焊接。
背景技术：
：WB36(15NiCuMoNb5)钢是在碳锰钢的基础上添加Ni_Cu-Mo合金发展起来的。该钢的特点是强度高，屈服极限比St45.8/III等钢高约30%40%，260。C的许用应力比St45.8/111钢提高约60%，通常使用温度为300。C左右，最高可达400。C。被广泛用于蒸汽发生器的高压和沸水区域、给水系统和水蒸汽包，可替代St45.8/111，A106B，20G等钢种，使壁厚减少约15%30%，是高参数电站及电站锅炉理想的首选中温材料。自80年代在国内某电厂二期的600,超临界机组上首次引进WB36钢材以来，已成为我国近二十年来大力推广的新型电站用钢，是我国新建300丽亚临界、600丽超临界、IOOO丽超(超)临界机组中主给水管道的优选、首选钢种。自投入运行以来，使用状况一直良好，虽然WB36钢的国产化工作已经开始，但所用的大量的WB36钢材仍依赖进口。由于没有相配套的焊接材料，致使很多单位使用不同的焊接材料进行WB36钢的试验和工程焊接，这必将为电站的长期安全运行留下了重大的安全隐患。针对这种状况，研制各项性能指标达到或接近国外同类产品水平与WB36钢相匹配、价格便宜的焊接材料是非常有必要的，对改变WB36钢焊接材料完全依赖进口的现状，规范国内WB36钢焊接材料的选择使用实现WB36钢焊接材料国产化以及对推动民族焊材工业发展，推进WB36钢在我国电站中的更广泛应用，节约外汇，降低施工成本，消除安全隐患，具有重要的现实意义和显著的经济效益。WB36钢焊条的研制在国内外尚未见相关的专利及文献报道。
发明内容本发明目的是解决WB36焊条的配方问题，选用了由CaC03-CaF2-Si02组成的碱性低氢型渣系作为研制焊条的药皮类型，并采取了限制焊缝金属中扩散氢的含量的有效措施，使其控制在5mL/100g(水银法)以内的超低氢范围，并且提供一种氧化硅渣系WB36钢焊接用超低氢焊条。本发明提供的WB36钢焊接用超低氢碱性焊条，其特征在于焊条药皮的配方含有以下质量百分比含量的物质210%锰铁，46%硅铁，12%铝，2%铝，14%镍粉，38%石英，13%铌铁，0.52.5%钒铁，0.53%铜粉，2030%萤石，3545%大理石。其中各成分的作用如下-锰铁脱氧，向焊缝中过渡金属锰，起到焊缝合金化作用，其主要作用也是强化提高焊缝金属的强度。Mn可以降低奥氏体向铁素体的相变温度，抑制奥氏体在较高温度下向先共析铁素体及侧板条铁素体的相变，促进针状铁素体的形成，在提高焊缝金属强度的同时，提高焊缝金属的韧性。硅铁脱氧，向焊缝中过渡硅，同时对焊缝金属强化。铝脱氧。镍粉合金化作用向焊缝中过渡镍，加入一定量Ni有利于提高焊缝金属冲击韧性，同时抵消由于Cu的存在带来的高温红脆趋势。石英造渣，调整药皮的粘度。铌铁合金化作用，向焊缝中过渡铌。钒铁合金化作用，向焊缝中过渡钒。铜粉合金化作用，向焊缝中过渡铜，添加一定量的CU通过其析出物达到沉淀固溶强化，以提高材料的高温强度，并提高钢的抗腐蚀性。萤石造渣，脱氢，改善渣的粘度等。大理石造渣，造气，稳弧，细化熔滴。焊接冶金的主要任务是脱氧和向焊缝中过渡合金从而使焊缝获得良好的综合力学性能。由于选出了较好的金属粉和合金粉匹配，再加上适度的造渣、造气物质和稳弧剂使焊条获得了良好的工艺性能；焊条的熔覆金属成分以及力学性能以及工艺性能见表1，扩散氢含量见表2。研制焊条的工艺性能良好，研制焊条具有飞溅小，熔池流动性好，熔渣覆盖均匀，焊缝成型细致、美观，脱渣容易等良好的焊接工艺特点，研制焊条的熔敷金属扩散氢含量得到了有效控制，熔敷金属扩散氢含量为4.1mL/100g，符合超低氢标准要求。本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤1、根据研制的焊条药皮配方配制焊条药皮压制用药粉。2、焊条的生产在焊条压涂机中生产，在压涂机中加入根据研制的配方配制的药粉，使用普通焊条用钢芯H08Mn2SiA压制成焊条产品。具体实施例方式所有实施例焊条都是由普通焊条压涂机制出1.选用①2.5H08Mn2SiA做钢芯。取80克锰铁，55克硅铁，15克铝，30克镍粉，60石英，22克铌铁，20克钒铁，20克铜粉，290克萤石，408克大理石共1000克以及水玻璃40克，放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入焊条压涂机中。压制成焊条，焊接工艺参数为焊条烘干fC，h):350X2;预热温度(°C):120150;层间温度(。C):200250;焊接电流(A):110-130;焊接电压(V):25~28;焊后热处理规范(""Oh):600X2;升温速度(。C/h):100120;降温速度(。C/h):120150。力学性能结果见表3、扩散氢含量见表4。2.选用03.2H08Mn2SiA做钢芯。取98克锰铁，40克硅铁，20克铝，33克镍粉，67克石英，25克铌铁，25克钒铁，12克铜粉，280克萤石，400克大理石共1000克以及水玻璃60克，放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入焊条压涂机中。压制成焊条，焊接工艺参数为焊条烘干('Oh):350X2;预热温度(°C):120150;层间温度CC):200250;焊接电流(A):110~130;悍接电压(V):2528;焊后热处理规范COh):600X2;升温速度rC/h):励120;降温速度("C/h):120150。力学性能结果见表5、扩散氢含量见表6。3.选用OM.OH08Mn2SiA做钢芯。取98克锰铁，57克硅铁，IO克铝，IO克镍粉，30石英，IO克铌铁，5克钒铁，30克铜粉，300克萤石，382大理石共1000克以及水玻璃80克，放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入焊条压涂机中。压制成焊条，焊接工艺参数为焊条烘干('Oh):350X2;预热温度(。C):120150;层间温度(°C):200250;焊接电流(A):U0130;焊接电压(V):2528;焊后热处理规范rOh):600X2;升温速度(。C/h):100120;降温速度fC/h):120150。力学性能结果见表7、扩散氢含量见表8。4.选用03.2H08Mn2SiA做钢芯。取20克锰铁，50克硅铁，20克铝，40克镍粉，80克石英，30克铌铁，25克钒铁，5克铜粉，280克萤石，450克大理石共1000克以及水玻璃60克，放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入焊条压涂机中。压制成焊条，焊接工艺参数为焊条烘干("Oh):350X2;预热温度(°C):120150;层间温度(°C):200250;焊接电流(A):H0130;焊接电压(V):25~28;焊后热处理规范(。C'h):600X2;升温速度(X:/h):100120;降温速度CC/h):120150。力学性能结果见表9、扩散氢含量见表IO。55.选用04.0H08Mn2SiA做钢芯。取100克锰铁，60克硅铁，20克铝，40克镍粉，80石英，15克铌铁，5克钒铁，30克铜粉，300克萤石，350大理石共1000克以及水玻璃80克，放入混粉机内混合IO分钟，然后将混合粉末加入焊条压涂机中。压制成焊条，焊接工艺参数为焊条烘干(。C，h):350X2;预热温度(°C):120150;层间温度(°C):200250;焊接电流(A):U0130;焊接电压(V):2528;焊后热处理规范("Oh):600X2;升温速度(。C/h):100120;降温速度(。C/h):120150。力学性能结果见表ll、扩散氢含量见表12。表l熔覆金属成分、力学性能和工艺性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3熔覆金属成分、力学性能和工艺性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表5熔覆金属成分、力学性能和工艺性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表8焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表9熔覆金属成分、力学性能和工艺性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表10焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表ll熔覆金属成分、力学性能和工艺性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表12焊条熔敷金属的扩散氢含量(mL/100g)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、WB36钢焊接用超低氢碱性焊条，其特征在于焊条药皮的配方含有以下质量百分比含量的物质2～10％锰铁，4～6％硅铁，1～2％铝，1～4％镍粉，3～8％石英，1～3％铌铁，0.5～2.5％钒铁，0.5～3％铜粉，20～30％萤石，35～45％大理石。全文摘要WB36钢焊接用超低氢碱性焊条属于材料加工工程中的焊接领域，主要应用于WB36钢的焊接。WB36钢焊条的研制在国内外尚未见相关的专利及文献报道。该发明特征在于焊条药皮的配方含有以下质量百分比含量的物质2～10％锰铁，4～6％硅铁，1～2％铝，1～4％镍粉，3～8％石英，1～3％铌铁，0.5～2.5％钒铁，0.5～3％铜粉，20～30％萤石，35～45％大理石。研制焊条的工艺性能良好，研制焊条具有飞溅小，熔池流动性好，熔渣覆盖均匀，焊缝成型细致、美观，脱渣容易等良好的焊接工艺特点，研制焊条的熔敷金属扩散氢含量得到了有效控制，熔敷金属扩散氢含量为4.1mL/100g，符合超低氢标准要求。文档编号B23K35/365GK101181767SQ20071017949公开日2008年5月21日申请日期2007年12月14日优先权日2007年12月14日发明者徐德录,李现兵,王立全,陈玉成,钰韩申请人:国网北京电力建设研究院