一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接材料制备技术领域，具体公开了一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作 方法。
【背景技术】
[0002] 油气运输中既有硫化氢腐蚀，又有海水腐蚀，因此要求钢板具有良好的抗硫腐蚀 能力，同时具有良好的抗海水腐蚀能力。焊条作为一种钢板焊接的重要焊接材料，在配套耐 蚀钢焊接的过程中，要求其焊缝金属不仅具有高强度、高韧性的特点，而且具有良好的抗硫 化氢腐蚀以及耐海水腐蚀的能力，而目前与之配套的焊条，存在着耐硫化氢腐蚀性差、冲击 初性不足等缺陷。
[0003] 因此，研制一种耐蚀钢焊接专用焊条，使得油气输送管道的焊缝部分不仅具有较 好的抗腐蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性能，对于推动我国油气建设具有重 要的作用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于:提供一种新的耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，解决的技术 问题是:如何研制一种耐蚀钢焊接专用焊条，使得油气输送管道的焊缝部分不仅具有较好 的抗腐蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性能。
[0005] 为了实现本发明目的而采用的技术方案为：一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方 法，具体方法步骤为： 1) 粘结剂的制备 将凹凸棒土粉料以质量体积比1:50加到质量浓度1%~20%盐酸中浸泡，机械搅拌2h~ 8h，离心分离并清洗，制得改性凹凸棒土;将制得的改性凹凸棒土与羧甲基纤维素钠、水玻 璃、硬脂酸钠按比例混合，混合温度为20~40°C，混合时间为2~3小时； 2) 药皮的预处理 将大理石、萤石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、纳米氮化铝、混合稀土和步骤1)制得的粘 结剂混合均匀，然后转移至烧结炉中进行高温烘焙，最后进行机械破碎，备用； 3) 焊条的制备 将步骤2)制得的处理过的药皮和芯线在涂压机中制备成焊条，控制温度在380~400 C，保温1~2小时即可。
[0006] 优选的，步骤1)中所述的凹凸棒土粉料与盐酸的质量体积比为1:50，盐酸的质量 浓度为1%~20%，搅拌时间2h~8h，混合温度为20~40°C，混合时间为2~3小时。
[0007] 优选的，按质量份数计，步骤1)中所述的改性凹凸棒土为30~55份、羧甲基纤维素 钠5~15份、水玻璃20~40份、硬脂酸钠10~20份。
[0008]进一步优选的，按质量份数计，步骤2)中所述的大理石为20~55份、萤石10~30 份、硅酸盐5~20份、高碳铬铁10~30份、钛白粉5~10份、纳米氮化铝1~3份、混合稀土 2~4 份、粘结剂1~5份。
[0009] 进一步优选的，以质量分数表示，步骤3)中所述芯线组成成分及含量为：CS 0.09%^Si < 0.03%^Mn 0.35-0.55%^P< 0.005%^S < 0.005%^Ni< 0.30%^Cr 0.15-0.18%、Cu< 0.020%、Ti< 0.20%、Mg< 0.05%，余量为Fe。
[0010] 更优选的，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为:C 0.075%、Si 0.02%、Mn 0·42%、Ρ 0.003%、S 0.003%、Ni 0.26%、Cr 0.15%、Cu 0.012%、Ti 0.20%、Mg 0.05%，余量为 Fe〇
[0011] 更优选的，所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C 6~10%，Si < 3%，S < 0·01%，Ρ< 0.01%，余量为Fe。
[0012]更优选的，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化纪10~30%、氧化铺40~60%、氧 化镧25~40%。
[0013] 本发明的技术优点在于： 1)本发明药皮成分中选用的纳米氮化铝，能够起到细化晶粒的作用，提高了焊接金属 的高温硬度和金相组织稳定性。
[0014] 2)本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，添加少量稀土元素，控 制杂质元素，在保证焊缝金属具有一定强度和低温冲击韧性的基础上，具有良好的抗硫化 氢腐蚀及耐海水腐蚀性能。
[0015] 3)本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且 能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。
[0016] 4)本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，加入了稀土元素，制备 出更为理想的焊条。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明做进一步地描述。
[0018] 本发明一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，包括步骤:1)粘结剂的制备;2)药皮 的预处理;3)焊条的制备。
[0019] 在粘结剂的制备步骤中，具体是将凹凸棒土粉料以质量体积比1:50加到质量浓度 1%~20%盐酸中浸泡，机械搅拌2h~8h，离心分离并清洗，制得改性凹凸棒土;将制得的改性 凹凸棒土与羧甲基纤维素钠、水玻璃、硬脂酸钠按比例混合，混合温度为20~40°C，混合时 间为2~3小时，制备粘结剂的具体配比参见表1。
[0020] 表 1
在药皮的预处理步骤中，具体的是将各原料先混合均匀，然后转移至烧结炉中进行高 温烘焙，最后再进行机械破碎，各原料按质量份数计，大理石20~55份、萤石10~30份、硅酸 盐5~20份、高碳铬铁10~30份、钛白粉5~10份、纳米氮化铝1~3份、混合稀土 2~4份、粘结 剂1~5份。表2为实施例1-3制备药皮的配方表。 Γ00911 丰9
在焊条的制备步骤中，将预处理过的药皮和芯线再涂压机中制备成焊条，控制温度在 380~400°C，保温1~2小时即可。其中芯线的组成成分为，以质量分数计，C < 0.09%、Si < 0·03%、Μη0·35-0·55%、Ρ< 0.005%、S < 0.005%、Ni< 0.30%、Cr0.15-0.18%、Cu< 0.020%、Ti < 0.20%、Mg< 0.05%，余量为Fe。表3为实施例1-3选用的芯线最优组成成分表。
[0022] 表 3
另外，本发明优选的高碳铬铁的成分：以质量百分比计，Cr不小于60%，C 6~10%，Si < 3%，S< 0·01%，Ρ< 0.01%，余量为Fe。
[0023] 本发明优选的混合稀土的成分：按质量分数计，氧化纪10~30%、氧化铺40~60%、 氧化镧25~40%。
【主权项】
1. 一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:具体制作步骤如下： 1) 粘结剂的制备 将凹凸棒土粉料加入到盐酸中浸泡，机械搅拌，离心分离并清洗，制得改性凹凸棒土； 将制得的改性凹凸棒土与羧甲基纤维素钠、水玻璃、硬脂酸钠按比例混合； 2) 药皮的预处理 将大理石、萤石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、纳米氮化铝、混合稀土和步骤1)制得的粘 结剂混合均匀，然后转移至烧结炉中进行高温烘焙，最后进行机械破碎，备用； 3) 焊条的制备 将步骤2)制得的处理过的药皮和芯线在涂压机中制备成焊条，控制温度在380~400 C，保温1~2小时即可。2. 根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:步骤1)中 所述的凹凸棒土粉料与盐酸的质量体积比为1:50，盐酸的质量浓度为1%~20%，搅拌时间2h ~8h，混合温度为20~40°C，混合时间为2~3小时。3. 根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:按质量份 数计，步骤1)中所述的改性凹凸棒土为30~55份、羧甲基纤维素钠5~15份、水玻璃20~40 份、硬脂酸钠10~20份。4. 根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:按质量份 数计，步骤2)中所述的大理石为20~55份、萤石10~30份、硅酸盐5~20份、高碳铬铁10~30 份、钛白粉5~10份、纳米氮化错1~3份、混合稀土2~4份、粘结剂1~5份。5. 根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于：以质量分 数表示，步骤3)中所述芯线组成成分及含量为:0.09%、Si < 0.03%、Mn 0.35-0.55%、P < 0.005%、S < 0.005%、Ni< 0.30%、Cr0.15-0.18%、Cu< 0.020%、Ti< 0.20%、Mg< 0.05%，余量为卩〇。6. 根据权利要求5所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于：以质量分 数表示，所述芯线组成成分及含量为:C 0.075%、Si 0.02%、Mn 0.42%、P 0.003%、S 0.003%、 Ni 0.26%、Cr 0.15%、Cu 0.012%、Ti 0.20%、Mg 0.05%，余量为Fe。7. 根据权利要求1或4所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:所述 的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C6~10%，Si< 3%，S< 0·01%，Ρ< 0.01%，余 量为Fe。8. 根据权利要求1或4所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法，其特征在于:所述 混合稀土为:按质量分数计，氧化纪10~30%、氧化铺40~60%、氧化镧25~40%。
【专利摘要】本发明属于焊接材料技术领域，具体公开了本发明属于焊接材料制备技术领域，具体公开了一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法。具体方法步骤：1）粘结剂的制备；2）药皮的预处理；3）焊条的制备。本发明的技术优点在于：本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，添加少量稀土元素，控制杂质元素，在保证焊缝金属具有一定强度和低温冲击韧性的基础上，具有良好的抗硫化氢腐蚀及耐海水腐蚀性能。本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。
【IPC分类】B23K35/40
【公开号】CN105665969
【申请号】CN201610261728
【发明人】孙宁
【申请人】孙宁
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月26日