本发明涉及一种成型性能优异的电焊条，特别涉及一种用于双相不锈钢焊接的专用电焊条。
背景技术：
：由于能够兼顾铁素体不锈钢的高强度和抗氯化物应力腐蚀的能力，以及奥氏体不锈钢的良好的耐蚀性和韧性，双相不锈钢在石化、海水淡化处理、化学品船等领域得到了广泛应用。国内外不锈钢用焊条主要有碱性、酸性和钛性三类。碱性焊条，如CN101367161和CN102019518虽能保证焊缝金属较好的低温冲击韧性，但成型较差，电弧不稳定，效率低。酸性焊条，如CN101323058和CN101817123虽能提高焊接工艺性能、但常常导致气孔、裂纹等缺陷，恶化焊接接头焊接质量。钛性焊条吸收了碱性和酸性焊条的优势，兼顾了韧性、接头焊接质量问题，如CN102513741，CN104439759和CN104175018等。焊道表面质量受制于焊条的脱渣性能，是影响焊接效率的重要因素。市场亟需能同时够兼顾韧性、焊接缺陷、及焊道表面质量的焊条，在确保安全性能的前提下，提高制造效率。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成型性能优异的双相不锈钢电焊条、其焊接电弧稳定性好、低飞溅、脱渣性能优异、焊道表面质量好。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种成型性能优异的双相不锈钢用电焊条，包括焊芯及表面药皮，其特征在于以重量百分比计的所述的焊芯材料由以下成分组成：7-9％Ni，20-24％Cr，0.5-2.4％Mo，0.1-1.0％Nb，0-2％Cu，0.5-1％Mn，其余为Fe及不可避免杂质；其特征在于以重量百分比计的所述的药皮成分由以下成分组成：大理石3-8％，萤石4-5％，金红石21-28％，铬铁3-6％，金属粉5-20％，及适量粘结剂等。作为进一步选择，其特征在于以重量百分比计的所述的焊芯材料由以下成分组成：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，其余为Fe及不可避免杂质。其特征在于以重量百分比计的所述的药皮成分由以下成分组成：大理石3-8％，萤石4-5％，金红石21-28％，铬铁3-6％，金属粉5-20％，及适量粘结剂等。药皮成分中，按下述关系式计算的D1和D2应满足：D1：6-9％；D2＝23-27％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。作为进一步选择，其特征在于以重量百分比计的所述的焊芯材料 由以下成分组成：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，其余为Fe及不可避免杂质。其特征在于以重量百分比计的所述的药皮成分由以下成分组成：大理石3-8％，萤石4-5％，金红石21-28％，铬铁3-6％，金属粉5-20％，氧化硅或硅酸盐、且使得SiO2和Fe2O3中的一种或一种以上的含量在0.5-3.0％之间，及适量粘结剂。药皮成分中，按下述关系式计算的D1和D2应满足：D1：6-9％；D2＝23-27％，其中D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，D2＝Al2O3+TiO2。将上述药皮粉料搅拌混合均匀后，加入重量为药皮18-25％的粘结剂，然后送入压条机将其包覆于焊芯上，干燥后经过三段式烘烤，150-180℃一小时、260-340℃三小时和170-180℃一小时，即可制得电焊条。对药皮成分设计说明如下：大理石：一方面利用其高温状态下分解的CO2对熔池提供保护，一方面利用其产生的CaO进行造渣，清洁焊缝金属，改善脱渣性能。如果含量过高，会使得焊缝金属中出现气孔等缺陷。含量过低，对焊接熔池保护不利，使得焊接熔池过度氧化，会显著恶化力学性能。因此，其优选含量是3-8％。萤石：主要成分是CaF2，能够改善液态焊接熔池的流动性、进 而改善成形性能；另一方面，利用其较强的脱硫和脱氢作用，改善焊缝金属的低温韧性。大理石和氧化硅的含量。含量过低，焊缝中容易出现气孔。含量过高，降低电弧稳定性、降低起弧性能高、影响工艺性能。因此，其优选含量是4-5％。金红石：主要用于焊接熔池造渣、改善脱渣性能。另一方面过渡到焊缝金属的Ti元素，还可以提高焊接电弧稳定性、减少焊接飞溅，从而改善焊接工艺性能。考虑到大理石和氧化硅的含量，其优选含量是21-28％。铬铁：向焊缝中过度Cr元素，其含量是3-6％。金属粉：向焊缝中过度金属元素，其包括钼(钼铁)粉和镍(镍铁)粉中的一种或一种以上，含量是5-20％。主要作用是保证焊缝金属中铁素体和奥氏体的比例在合适区间，从而确保焊缝金属的力学性能、和耐腐蚀性能。氧化硅、硅酸盐：其作用调整焊接熔渣的成分和结构。含量过高，会降低熔池金属粘度，不利于全位置焊接的需求。含量过低，会增加熔渣层的致密度、增加脱渣难度。因此，其优选含量是0.5-3％。药皮成分中的D1和D2的大小和比例对焊接熔池的脱渣性能起决定性作用。D1＝CaO+MgO+K2O+Na2O，这四种金属氧化物可视为碱性金属氧化物，一方面会增加焊接熔池粘度，另一方面会通过深度脱氧来净化焊缝金属。含量过高时，由于粘性过大，不利于焊道成型。含量过低时，不利于焊缝金属的低温韧性。其优选含量是6-9％。D2＝Al2O3+TiO2，这两种均属于强脱氧金属氧化物，在改善焊接熔池金属流动性的同时，也对焊接熔渣和电弧性能起着重要作用。含量过高时，不利于稳定控制焊接电弧。含量过低时，对焊接熔渣的效果不明显。因此，优选含量是23-27％。D1和D2一方面决定了焊接熔渣的渣层结构和物理性能，即脱渣性能；另一方面也平衡了焊接熔池粘度，同时兼顾焊缝金属低温冲击韧性和适应全位置工艺性能。粘结剂：加入适量粘接剂用于改善药皮的流动性和粘度，从而利于压涂性能改善。焊芯成分设计说明如下：Ni：是焊芯和焊条中最重要的元素。考虑到药皮材料电弧物理特性，以及焊接过程中合金元素的过渡系数，其优选含量是7-9％。Cr：是焊缝金属中的重要元素。考虑到药皮材料电弧物理特性，以及焊接过程中合金元素的过渡系数，以及Ni含量，其优选含量是20-24％。Mo:是焊缝金属中最重要的强化元素，考虑药皮材料电弧物理特性，以及焊接过程中合金元素的过渡系数，其优选含量是0.5-2.4％。Nb:用于改善杂质元素和偏析给焊缝金属的腐蚀性能带来的不利影响。含量过高时，影响N的含量和分布、降低奥氏体比例。含量过低时，效果不明显。因此，其优选含量是0.1-1％。Cu:用于稳定焊缝金属中的奥氏体生成，从而使得适应更广的焊 接工艺条件，并确保焊缝金属的各项技术指标。含量过高时，易导致焊缝金属粘度过大，影响全位置焊接工艺性能。因此，其优选含量是0-2％。Si：一方面充当焊缝金属中的脱氧元素，另一方面是出于焊接电弧控制、渣皮结构优化的需要。因此，优选含量是0-0.2％。Mn：主要用于向焊缝金属中过渡，焊缝金属中的Mn一方面充当焊缝金属中的脱氧元素，另一方面是焊缝金属中的强化元素。含量过高或过低均不利于焊缝金属中奥氏体的控制、导致力学性能恶化。因此，优选含量是0.5-1％。C：作为杂质元素存在，其含量≤0.02％。将上述药皮配置完、裹敷在焊芯材料上、进行压涂和干燥；然后经过三段式烘烤，150-180℃一小时、260-340℃三小时和170-180℃一小时，即制成本发明所述焊条。且焊条中药皮所占重量百分比在25-40％之间。与现有技术相比，本发明技术的有益效果至少在于：1、提供了一种低成本、焊缝成形美观、脱渣性能好、焊缝低温韧性优异、适应全位置焊接的焊条。尤其是焊道表面渣层易脱落，且焊道表面波纹细密，成型美观。2、该发明技术的焊接电弧稳定、起弧性能好，确保了高效焊接和高质量焊接的要求。具体实施方式下面结合实施例详细说明本发明。实施例1药皮成分(重量百分比)包括：大理石5％，萤石4.2％,金红石25％，铬铁5％，金属粉15％，氧化硅1％，及适量粘结剂。药皮中，按下述关系式计算的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，其余为Fe及不可避免杂质。将各成分粉料按照比例均匀混合，然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，经过干燥、三段式烘烤，150-180℃一小时、260-340℃三小时和170-180℃一小时，即制成本发明所述焊条。实施例2药皮成分(重量百分比)包括：大理石7％，萤石5％,金红石22％，铬铁4％，金属粉12％，氧化硅2％，及适量粘结剂。药皮中，按下述关系式计算的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，其余为Fe及不可避免杂质。将各成分粉料按照比例均匀混合，然后送入压涂机内将其裹覆于 焊芯上，经过干燥、三段式烘烤，150-180℃一小时、260-340℃三小时和170-180℃一小时，即制成本发明所述焊条。实施例3药皮成分(重量百分比)包括：大理石6％，萤石4.4％,金红石28％，铬铁6％，金属粉18％，及适量粘结剂。药皮中，按下述关系式计算的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，其余为Fe及不可避免杂质。将各成分粉料按照比例均匀混合，然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，经过干燥、三段式烘烤，150-180℃一小时、260-340℃三小时和170-180℃一小时，即制成本发明所述焊条。对比例1焊芯与实施例1相同。药皮中萤石比例为8％，其余成分与实施例1相同。对比例2药皮与实施例2相同。焊芯中Ni比例为12％，其余成分与实施例2相同。对比例3焊芯与实施例3相同。药皮中主要成分与实施例3相同；但D1＝10，D2＝22，与实施例不同。将上述三种实施例和三种对比例做成焊条、进行焊接试验。母材选用双相不锈钢板，采用相同的焊接工艺进行对比。然后对焊接工艺性能和焊缝金属力学性能进行统计分析，结果分别见表1和表2。对焊缝金属也进行了腐蚀试验。首先对试样进行热处理，热处理温度为650-680℃，时间为2小时；然后将试样放入配制好的溶液中，温度为22.5℃，放置时间为3天。溶液氯化铁水溶液，比例为1:6。试验后取出试样，采用失重法计算腐蚀速率，并观察表面有无点蚀，结果分别见表3。由上述结果可知，本发明通过焊芯和药皮成分重新设计，得到了焊接电弧稳定性好、低飞溅、易脱渣、焊道形状良好的电焊条，且横焊和立焊工艺性能优良，适用于全位置焊接。本发明电焊条不受上述实施例的限制，任何符合本发明的权利要求范围内的改进和变化都在本发明所要求的保护范围之内。表1.焊接工艺测试结果(O:合格；×:不合格)表2.熔敷金属力学性能(备注：按照GB/T983-1995执行)表3.点蚀性能实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3腐蚀速率(g/m2*h)0.00210.00230.00250.00320.00240.0026有无点蚀无无无无无有当前第1页1 2 3