专利名称：：一种t/p91钢焊条的制作方法
技术领域：
：本发明属于焊接材料类，特别涉及一种适用于电站锅炉T/P91钢的焊接的一种新型T/P91钢焊条。
背景技术：
：9Cr-IMo-V-Nb-N钢(简称T/P91钢，前冠P为管道用管材，前冠T为受热面用管材)是美国在9Cr-1Mo耐热钢基础上改进的新钢种，具有良好的成型性、焊接性、高温稳定性和优异的热强性，做为高温承压部件，已在美欧等火力发电厂得到广泛应用，经济效益显著。20世纪90年代中期以来，国内投产的进口或国产火电机组相继采用了T/P91钢管，到目前为止，其焊接材料几乎全部依赖进口，价格昂贵，国外进口的焊接材料主要品牌有英国曼彻特(METR0DE)、日本神钢(K0BE)、瑞典伊萨(ESAB)、法国沙福(SAFER)等。研制各项性能能够达到国外标准要求的低成本T/P91钢焊条，改变其完全依赖进口的状况，能够降低电站安装成本，为国家节约大量外汇，具有重要的现实意义和社会经济效益。国家电力公司电力建设研究所提出了采用钢芯过渡合金元素的技术路线，其生产的T/P91钢焊条也在电力系统单位得到推广应用(T/P91钢焊接材料的发展与应用，徐德禄，焊接2002(8))，但由于其钢芯中合金元素含量较高，焊接过程中易产生药皮发红开裂，焊接工艺性较差，另外由于国内还不能实现T/P91钢批量生产，钢芯需专门冶炼，成本较高。上海电力修造总厂推出的采用药皮过渡合金元素的T/P91钢手工电弧焊条PP.R717,熔敷金属中的典型化学成分S、P含量较高(S:0.03%、P:0.035%)，不能够满足国外标准要求。
发明内容本发明的目的在于提供一种药皮过渡的低成本T/P91钢焊条，选用一种成本较低的低S、P焊芯材料，优化药皮配方，使其各项指标达到国外进口同类焊条水平，降低生产成本。本发明采用技术方案为焊芯选用H08MnMoTiB，其典型的化学成分为0.05%C、0.14%Si、1.45%Mn、0.008%P、0.002%S、0.03%Cu、0.04%Ti、0.005%B、0.39%Mo，与选用焊芯对应的药皮组分重量百分比为2540%大理石粉，1530%MgF2，15%石英，25%云母，26%钛白粉，13%稀土硅铁，Na.m、&(1)3两种之和为0.52%，2035%铁合金和金属元素。3药皮用铁合金为Mo-Fe、Nb-Fe、V-Fe、V-N，纯金属为Cr、Ni、Mn。本发明钢焊条所用的粘结剂为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.2~3.4，浓度为42Be。本发明可用普通的焊条制造工艺制成，即将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钾钠水玻璃做粘结剂压涂在焊芯上制成。本发明的特点优点根据上述方案生产的钢焊条，由于焊芯采用H08MnMoTiB，焊芯中的S、P含量很低，不仅降低了焊缝中的S、P含量，另外焊芯中的其它合金元素对焊缝还起到微合金化作用，一定程度上可降低药皮中铁合金的含量。药皮配方用MgF2代替CaF2，不仅可以明显的提高电弧稳定性，而且使脱渣性，焊缝成形和抗气孔能力也得到改善。采用H0簡nMoTiB为焊芯的这种新型T/P91钢焊条，不仅具有与国外同类焊条相当的理化性能和焊接性能，而且同进口同类焊条相比还相应降低了83.4%的成本，具有重要的推广和应用价值。以下给出采用H08MnMoTiB焊芯与给出药皮配方制作的T/P91钢焊条的理化性能试验数据及与国外同类焊条的比较情况。一熔敷金属的化学成分本发明钢焊条熔敷金属的化学成分与国外标准的对比见表1，可见研制焊条熔敷金属的化学成分满足标准要求。表l熔敷金属化学成分与国外标准对比<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>二、焊缝组织焊后经76(TC、2小时热处理，焊缝为完全的回火板条马氏体组织，如图l，具有与国外焊条熔敷金属相同的组织特征，用热膨胀法测定焊缝金属的Ac,点为783°C。三、熔敷金属的力学性能按照GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验》对焊后热处理后熔敷金属进行硬度测定，见表2，可见焊缝硬度值与国外同类焊条焊缝硬度值相当。表2本发明焊条熔敷金属的硬度值<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明熔敷金属的力学性能试验依据GB2649-89《焊接接头机械性能试验取样方法》进行取样，依据GB2652-89《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》对熔敷金属进行常温拉伸试验，结果数据见表3，为便于比较，表3同时列出了一些常用进口同类品牌焊条的典型力学性能及EN1597-1标准规定的最低值，可见本发明焊条力学性能已达到国际同类焊条水平。四、扩散氢含量的测定用水银法对焊条的熔敷金属扩散氢含量测定为4.7mL/100g，可见本发明焊条熔敷金属的扩散氢含量符合IS03690-1977/1983超低氢碱性焊条标准规定的扩散氢含量《5mL/100g的要求。表3本发明焊条与国外同类焊条的力学性能对比焊条牌号产焊后热地Rm/MPaRp02/MPaA(%)Akv(J)处理德Thermanit7056121865ChromoT91国Chromet曰760。C、2h750600185591VNB本本发明74060519.556EN1597-16洲5501747五、本发明焊条与进口焊条成本核算对比以实施例2为例，经测算本发明焊条的药皮重量系数Kb=0.72，则一吨焊条中焊芯所占为-1000X0.72/(1+0.72)=418.6KgH08MnMoTiB成本10000元/口屯则每吨焊条所需焊芯成本10000X0.4168=4168元一吨焊条药粉所占比例为1000X1/(1+0.72)=581.4Kg根据实施例2配方按照单价计算每吨干粉的成本为400X0.26+180X10+13X15+4X350+6X208+10X2+10X3.4+60X14+10X10+5X240+30X9.8+20X0.3+20X0.45+200X100+22X277+10X302=36364元/吨则每吨焊条药粉所占成本为36364X0.5814=21142元每吨焊条用水玻璃成本581.4X42。/。X2:488元则每吨焊条成本为4168+21142+488=25798元/卩屯国外进口同类焊条160000/吨则在不考虑人工费用的情况下可降低成本1-25798/160000=83.4%6图1是760°C、2小时回火后焊缝组织图(200X)具体实施例方式以下结合本发明给出的实施例，具体阐述本发明焊芯选用H08MnMoTiB，这是已有的标准焊芯，其典型的化学成分为0.05%C、0.14%Si、L4腦n、0.008%P、0.002%S、0.03%Cu、0.04%Ti、0.005%B、0.39%Mo，与选用焊芯对应的药皮组分重量百分比为2540%大理石粉，1530%MgF2，15%石英，25%云母，.26%钛白粉，13%稀土硅铁，Na2C。3、1:03两种之和为0.52%，2035%铁合金和合金元素。本发明钢焊条所用的粘结剂为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.23.4，浓度为42Be。本发明可用普通的焊条制造工艺制成，即将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钾钠水玻璃做粘结剂压涂在焊芯上制成。以下是各药皮的制作成分比例的例子实施例l(以重量百分比计)大理石38公斤金属锰1.2公斤钒铁0.7公斤K2C03:1公斤稀土硅铁1公斤钛白粉5公斤云母3公斤钼铁2.3公斤氟化镁20公斤铌铁0.3公斤Na2C03:1公斤钛铁5公斤钒氮0.4公斤石英1公斤金属铬19公斤1.1公斤。将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钾钠水玻璃做粘结剂压涂在焊芯上制成c所用的粘结剂为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.23.4，浓度为42Be。实施例2(以重量百分比计)大理石金属锰钒铁K2C03:稀土硅铁:钛白粉38公斤1.3公斤0.6公斤l公斤l公斤5公斤氟化镁18公斤铌铁0.4公斤Na2C03:1公斤钛铁6公斤钒氮0.5公斤石英1公斤云母3公斤金属铬20公斤钼铁2.2公斤金属镍1.0公斤。将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钾钠水玻璃做粘结剂压涂在焊芯上制成:所用的粘结剂为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.23.4，浓度为42Be。实施例3(以重量百分比计)大理石:^feiS,孟钒铁:37公斤1公斤0.7公斤K2C03:0.7公斤稀土硅铁1公斤钛白粉4公斤云母3公斤钼铁2.2公斤氟化镁21公斤铌铁0.4公斤Na2C03:0.7公斤钛铁6公斤钒氮0.3公斤石英1公斤金属铬20公斤金属镍1.0公斤。将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钾钠水玻璃做粘结剂压涂在焊芯上制成。所用的粘结剂为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.23.4，浓度为42Be。以上各实施例中，所用粘结剂均为钾钠混合水玻璃(3:1)，其模数为3.23.4，浓度为42Be，加入量控制在42%。权利要求1、一种T/P91钢焊条，由焊芯和药皮组成，其特征在于所用的焊芯为H08MnMoTiB。2、根据权利要求1所述的一种T/P91钢焊条，药皮的化学成分的重量百分比为2540%大理石粉，1530%MgF2，15%石英，25%云母，26%钛白粉，13%稀土硅铁，Na2C03、K2C0:,两种之和为0.52%，2035%铁合金和金属元素。3、根据权利要求1所述的一种T/P91钢焊条，其特征在于药皮用铁合金为Mo-Fe、Nb-Fe、V-Fe、V-N，纯金属为Cr、Ni、Mn。全文摘要本发明为一种新型的T/P91钢焊条，主要适用于电站锅炉T/P91钢的焊接，其特征在于焊芯材料采用H08MnMoTiB，药皮采用CaO-MgF<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>渣系，所采用的药皮由大理石、还原钛铁矿、稀土硅铁、金属Cr、钛白粉、石英、云母等组成，采用新的焊芯材料和配方，不仅焊条焊接工艺性能良好，飞溅少，烟尘量低，焊缝成型美观，理化检性能能够达到国外进口同类焊条技术水平。而且其生产成本要比进口同类焊条低83.4％。文档编号B23K35/22GK101664858SQ20081015124公开日2010年3月10日申请日期2008年9月5日优先权日2008年9月5日发明者孙忠波,田旭海,闫青亮,齐向前申请人:天津诚信达金属检测技术有限公司