一种背面不充氩的单面焊双面成型氩弧打底焊的镍基625焊丝的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料加工工程技术领域，具体设及一种背面不充氣的单面焊双面成型 氣弧打底焊的儀基625焊丝。 技术背景
[0002] 国际儀业研究组织（INSG)及世界金属统计局(WBMS)报告显示，全球的儀产消比逐 渐降低，世界各国对儀的需求量逐年增大。儀基合金管因其优异的高溫力学性能、抗高溫腐 蚀能力，广泛的应用于核电、海洋采油、造船冶金等行业中。Inconel 625(Ni-Cr-M〇-Nb)合 金管是一种具有优异耐腐蚀性的儀基高溫合金，具有壁溫在-196~450°C的压力容器的制 造认证，是当今世界使用最广的一种儀基合金之一。
[0003] 儀基合金管的焊接是儀基合金焊接中的难点。我国为贫儀国家，儀基管道的采购 非常困难，需要大量进口且价格非常昂贵，加上又是进口材料，没有施工余量，因此，儀基合 金管的焊接必须保证100% -次合格。目前，儀基625合金管在焊接过程中普遍采用鹤极氣 弧焊(TIG)打底加背面充氣工艺，但存在氣气消耗量大、价格昂贵，管内的空气置换不彻底 时极易导致焊接质量不稳定及充氣在某些特殊环境下实施困难等问题。因此，研制出一种 焊接工艺性能优良且背面无需充氣即可达到单面焊双面成形效果的儀基625焊丝具有重要 的意义。
[0004] 本发明研制了一种纯Ar的保护气体条件下专用于背面不充氣的单面焊双面成型 的儀基625焊丝，其适用于儀基625合金管、板单面焊或打底焊接，符合AWS A5.34中 ENiCrMo3T的要求，焊接工艺优良，焊渣流动性极佳，焊接过程背面无需充氣即可达到单面 焊双面成形效果且焊缝成型美观。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种适用于儀基合金管、板焊接、背面 无需充氣即可达到单面焊双面成形效果且焊缝成型美观、焊接工艺优良的全位置焊接用的 儀基625焊丝。
[0006] -种背面不充氣的单面焊双面成型氣弧打底焊的儀基625焊丝，其特征在于，采用 儀带625作为包覆层时，儀带优选的宽度为:8-12mm，儀带的厚度为0.2-0.9mm，具体成分要 求参照国家标准《GB/T 2072-2007儀及儀合金带材》;药忍的组分及其重量百分比为:Ti〇2: 3-12%，Si02:l-6%，Zr02:0.1-3%，Mn02:0.1-3%，Al203:0.1-5%，Mg0:0.1-2%，Nb0:2-6%;Fe2〇3:2-4%，Cr:15-30%，Mo:5-15%，Nb:3-8%，MoFe:l-6%，Co:〇-2%，Ce:〇-l%，余 量为儀粉及不可避免的杂质，药忍焊丝中的填充率为15-40%。
[0007] 进一步，药粉中Ti化的含量小于10%，Si〇2的含量大于2%，Zr〇2在0.5-2.8%之间， Mn〇2在0.5-2.8 %之间，Ce的含量在0-0.8 %之间。
[000引进一步，Ti02/化02的质量比在2.3-3.3之间，Si02/化02的质量比在0.9-1.5之间， (Ti02+Si02+Zr化)/Mn02的质量比在5-13之间，NbO/Fe203的质量比在ο. 9-1.6之间。
[0009] 进一步，焊丝中杂质S的含量控制在0.005% W下，P的含量控制在0.015% W下，S+ P的质量在0.005-0.02%之间，Fe的含量控制在2.5% W下。
[0010] 进一步，Ti〇2与化〇2的质量比例控制在2.3-3.3之间诚〇2与化〇2的质量比例控制 在0.9-1.5之间，（Ti〇2+Si〇2+化〇2)与Mn〇2的质量比例控制在5-13之间，烙渣具有良好的背 面保护，且背面焊缝成形美观。
[0011] 进一步，Nb0/Fe2化的质量比控制在0.9-1.6之间，焊缝金属脱渣性好。
[0012] 进一步，添加3-7%元素佩，焊缝烙渣的表面张力小，焊缝烙池高溫流动性好。
[001引进一步，烙敷金属中A1质量控制在0.01-1%，Ti质量控制在0.01-2%之间，焊缝金 属正面成型好。
[0014] 进一步，添加0-0.8%稀±元素〔6，且烙敷金属中〔6/(5+?)的质量比例控制在0.1-6之间，改善焊缝金属液态流动性，降低热裂纹敏感性。
[0015] 其中，所述的Ti化W金红石或铁白粉的形式添加;所述Si化W石英或长石的形式添 加;所述Zr化W错英砂或化学纯的形式添加;所述Μη化W化学纯或儘矿的形式添加;所述NbO W化学纯的形式添加;所述MoW纯金属及钢铁的形式添加，所述CoW纯金属的形式添加，所 述CeW化合物的形式添加（WCe化的形式添加）。
[0016] 如上所述的儀基625焊丝，其中所述儀带优选为含钢量较高的儀带625,本发明焊 丝采用常规焊丝制备技术制得。
[0017] 如上所述儀基625焊丝的制备方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0018] 选用宽度为8~12mm，厚度为0.2~0.9mm的儀带625作为焊丝的外皮，并将其社制 成U型槽填入上述的药粉，药粉重量是焊丝重量的15-40%，将U型槽合口后，逐次通过不同 直径的拉丝模，逐道拉拔、减径，并对焊丝的表面进行清理得到焊丝成品，其直径为2.0-2.4mm。
[0019] 所述焊丝药忍的组分如下：
[0020] Ni:稳定和促进奥氏体形成元素，可提高儀基合金的高溫强度、抗蠕变性能和高溫 性能。
[0021] 化:稳定碳化物形成元素，主要作用是提高钢的抗氧化性和耐蚀性。
[0022] Mo:固溶强化元素，提高焊缝金属高溫强度。同时，Mo还有降低合金热膨胀系数的 作用。
[0023] Nb:固溶强化元素，提高焊缝金属的蠕变性能。同时，Nb可W替代Ti，从而改善焊缝 烙池流动性。
[0024] Ti〇2:造渣，改善焊缝成型。然而，Ti元素过多，导致焊缝烙池流动性变差。
[002引 Si02:稳弧、造渣、造气，改善电弧稳定性。
[0026] Zr〇2:稳弧、造渣，降低飞瓣，改善电弧稳定性。
[0027] 佩0:改善焊缝金属的脱渣性。
[0028] 化2〇3:改善焊缝金属的脱渣性。
[0029] Μη:稳定和促进奥氏体形成，可提高烙敷金属的强度，可增加氮在烙敷金属中的溶 解度，从而起到稳定奥氏体的作用。同时，儘还有脱氧和固定硫的作用，儘与硫形成烙点高 的MnS，可防止FeS的形成，从而降低儀基合金热裂纹敏感性。反应过程为:Μη化一 Μη+〇2，Si+ 〇2 一 Si〇2，Mn+S 一 MnS。
[0030] Al:强脱氧、固氮元素，焊接过程中侣的脱氧固氮反应可W消除空气中的氧、氮对 烙滴烙池的侵害，有效消除气孔。
[0031] Mg:提高相位稳定性，抑制P、S、Si等低烙点化合物的生成，降低热裂纹敏感性，作 用机制为Mg+S 一 MgS。
[0032] Co:细化晶粒，降低过热倾向性，具有一定的脱碳作用。
[0033] 〇6:稀±元素，细化晶粒，抑制S、P等低烙点化合物的生成，改善焊缝金属抗热裂纹 性。
[0034] 本发明研制的一种儀基合金管、板单面焊或打底焊接的儀基625焊丝，适用于纯Ar 的保护气体条件下高溫、强腐蚀环境的焊接。背面无需充氣即可达到单面焊双面成形效果 且焊缝成型美观、焊接工艺优良。
【具体实施方式】
[0035] 下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于 下述实施例。
[0036] 实施例1
[0037] 用于儀基合金管焊接的ENiCrMo：3T儀基625焊丝采用10 X 0.4mm的儀带625为外皮 (成分如表1中所示），填充率22.5%，焊丝直径2.0mm。药忍的化学组成（重量％ )为：Ti〇2: 3.0%，Si〇2:2.0%，Zr〇2:1.7%，Mn〇2:0.9%，Al2〇3:2.2%，MgO:0.3%，NbO:2.0%;Fe2〇3: 4.0%，Cr:21.4%，Mo:8.2%，Nb:1.9%，MoFe:3.0%，Co:0.4%，Ce:0.3%，余量为儀粉。正 面采用纯Ar作为保护气体，气体流量15-2化/min,采用直流反接法，焊接电流90-110A。
[003引 实施例2
[0039] 用于儀基合金管焊接的ENiCrMo：3T儀基625焊丝采用12 X 0.5mm的儀带625为外皮 (成分如表1中所示），填充率30 %，焊丝直径2.4mm。药忍的化学组成（重量％ )为：Ti〇2: 4.2%，Si〇2:0.9%，Zr〇2:1.5%，Mn〇2:0.9%，A!203:3.0%，MgO:0.3%，师