本发明涉及特种焊丝技术领域，特别是涉及一种适合化工行业管道焊接的h40ni45cr35nb焊丝及其生产工艺。
背景技术
石油、化工领域会使用大量的管道，比如电解管、化工液体流体管等，管道在安装时需要将管道一段段的焊接起来，焊丝就是管道焊接的关键材料。对于这些应用领域，除了焊接性能，焊丝的力学强度、耐高温性能以及耐腐蚀性能要求非常高。ni45cr35nb镍基合金，有很好的耐高温性能，可以制成焊丝用于修复耐高温金属材料。但是目前的ni45cr35nb合金中铬元素含量较高，铝、钛等元素含量较低，因此ni45cr35nb合金加工塑性较差，是一种难变形的高温焊丝材料，一般用于制造较粗的焊丝，焊丝较细时成材率极低。所以，有必要对现有的ni45cr35nb镍基合金通过优化成分搭配和合金元素作用，并通过合理的生产工艺和热处理制度提高其焊接性能并能满足石油、化工领域的管道焊接需求。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种对合金成分、制造工艺进行优化，可以满足石油、化工领域的管道焊接需求的特种合金焊丝制备方法。
为达到本发明的目的，本发明的一种h40ni45cr35nb焊丝，各成分的重量百分比含量为：c为0.40%~0.45%，si为1.0%~1.5%，s为≤0.015%，p为≤0.020%，mn为≤1.2%，cr为33.0%~37.0%，ni为44.0%~47.0%，nb为0.5%~1.5%，余量为fe。
优选的，所述的h40ni45cr35nb焊丝的成分及重量百分比含量为：c为0.40%~0.45%，si为1.2%~1.4%，s为≤0.015%，p为≤0.020%，mn为≤1.2%，cr为34.0%~36.5%，ni为44.5%~46.0%，nb为0.5%~1.2%，余量为fe。
根据本发明的另一目的，本发明还提出上述的h40ni45cr35nb焊丝的生产工艺，该h40ni45cr35nb焊丝的生产工艺包括如下步骤：
a.备料：按设计成分配料，材料表面抛光或磨光，烘烤；
b.真空冶炼：ni板碳脱氧，锰及脱氧小料装入料斗中，熔炼真空度小于5帕，精炼真空度小于1帕，精炼温度1440-1460℃，精炼后来回摇倾炉二至三次，加入微量元素al、ni-mg脱氧搅拌均匀，出钢温度1460-1480℃，浇注电极后期补缩，出模并清理打磨干净表面无杂质；
c.电渣重熔：采用3:7渣系（caf270%+al2o330%）烘烤后使用，执行电渣重熔工艺；
d.锻造：低于700℃进炉，电炉加热温度1150℃~1180℃，保温2.3-2.8h，开锻温度≥1150℃，终锻温度≥980℃；回火；
e.盘条热轧；
f.热处理：盘条低于700℃装炉，热处理制度1140~1160℃，保温0.8~1.5h，水冷却；
g.冷拉：采用现有的冷拉工艺，将盘条多道次拉拔（拉拔-退火-拉拔）逐步拉细，直至直径≤1.6㎜；
h.检验：包括其尺寸、表面质量、探伤、化学分析。
优选的，所述的步骤d中还包括ut检验和缺陷切除。
再优选的，所述的步骤g中，具体拉拔道次为：φ10㎜-φ9㎜-φ8㎜（*）-φ7㎜-φ6㎜-φ5.5㎜（*）-φ4.5㎜-φ4㎜-φ3.5㎜（*）-φ2.8㎜-φ2.5㎜-φ2㎜-φ1.9㎜（*）-φ1.6㎜，其中，（*）为退火道次。
本发明的h40ni45cr35nb焊丝中各化学元素的对焊丝的性能影响如下：
（1）si元素：在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性，同时还是良好的脱氧剂，并可以增加熔渣和熔化金属的流动性。
（2）mn元素：良好的脱硫剂，同时也是固溶强化元素，可以提高焊缝的强度和硬度。
（3）cr元素：高温抗氧化性能和耐蚀能力的关键元素，在高温形成的保护氧化膜主要由cr2o3组成，以cr2o3为主的氧化膜较致密，附着性也较强，可以保证合金在高温下长期使用。
（4）ni元素：ni与其他元素形成奥氏体晶格，高温不发生相变，在高温下稳定性好。ni为奥氏体化元素，可以提供良好的综合性能，高温下可以与cr形成固溶体，具有比较高的高温强度，在常温时具有高的塑性，良好的加工工艺性能。
（5）fe元素：固溶强化元素，与ni形成固溶体。
（6）nb元素：与ni形成中间化合物强化相，具有较高的高温强度、耐蚀性。
与现有技术相比，本发明的h40ni45cr35nb焊丝对合金成分中的si和mn元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，便于将合金加工成较细的焊丝，ni、cr、nb这三个主要元素的配比保证了焊丝的焊接性能；采用真空冶炼＋电渣双联的冶炼工艺以提高纯净度和脱气效果，使得合金锭的质量和性能得到改进，增强塑性和冲击韧性，从而提高了将合金锭加工成较细焊丝的成材率。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
实施例1：
本实施例的h40ni45cr35nb焊丝，元素组成及重量百分比含量为：c为0.40%，si为1.0%，s为0.015%，p为0.020%，mn为0.85%，cr为33.0%，ni为44.0%，nb为0.5%，余量为fe。
实施例2：
本实施例的h40ni45cr35nb焊丝，各成分的重量百分比含量为：c为0.45%，si为1.5%，s为0.015%，p为0.020%，mn为1.2%，cr为37.0%，ni为47.0%，nb为1.5%，余量为fe。
实施例3：
本实施例的h40ni45cr35nb焊丝，各成分的重量百分比含量为：c为0.42%，si为1.2%，s为0.015%，p为0.015%，mn为1.0%，cr为35.0%，ni为45.5%，nb为1.0%，余量为fe。
具体的，本发明的制备上述实施例的h40ni45cr35nb焊丝的生产工艺包括以下步骤：
a.备料：根据设计成分及其重量百分比进行配料，材料表面抛光或磨光，烘烤；
b.真空冶炼，具体步骤为：小块ni板→脱氧碳1/3→同钢种返回→脱氧mn1/4→fe→1/2ni→jw、jmo装中上部→ni1/2→vfe，锰及脱氧小料按照顺序装入料斗中，熔炼真空度小于5帕，精炼真空度小于1帕，精炼温度1440-1460℃，精炼时间：100㎏真空炉大于25分钟，来回摇倾炉二至三次，加入微量元素al、ni-mg脱氧搅拌均匀，出钢温度1460-1480℃，浇注38㎏电极后期补缩充分2分钟，大于15分钟出模，数量6支电极，标识炉号检验合格流转，清理打磨干净表面无杂质；
c.电渣重熔：采用3:7渣系（caf270%+al2o330%）烘烤后使用，进行电渣重熔；
d.锻造：低于700℃进炉，电炉加热温度1150℃~1180℃，保温2.5h，开锻温度≥1150℃，终锻温度≥980℃，开锻时轻打，待有一定变形量时再重打，锻造成45㎜x45㎜的方形合金坯，并进行ut检验，缺陷切除；
e.热轧：将合金坯表面修磨后进行热轧，热轧成φ10㎜盘条；
f.热处理：盘条低于700℃装炉，热处理制度1140~1160℃，保温1h，水冷却；
g.冷拉：采用冷拉+退火+冷拉多道次拉拔工艺，按照丝材直径：φ10㎜-φ9㎜-φ8㎜（*）-φ7㎜-φ6㎜-φ5.5㎜（*）-φ4.5㎜-φ4㎜-φ3.5㎜（*）-φ2.8㎜-φ2.5㎜-φ2㎜-φ1.9㎜（*）-φ1.6㎜，依次进行拉丝；其中，（*）表示退火道次；
h.检验：包括其尺寸、表面质量、探伤、化学分析。
各实施例制得的h40ni45cr35nb焊丝抽样测试结果如下表1：
表1：h40ni45cr35nb焊丝性能测试结果
本发明的h40ni45cr35nb焊丝对合金成分中的si和mn元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，便于将合金加工成较细的焊丝，ni、cr、nb这三个主要元素的配比保证了焊丝的焊接性能；采用真空冶炼＋电渣双联的冶炼工艺以提高纯净度和脱气效果，使得合金锭的质量和性能得到改进，增强塑性和冲击韧性，从而提高了将合金锭加工成较细焊丝的成材率；焊丝具有优异的力学性能、耐蚀性及抗高温氧化性能，满足石油化工行业对于电解管、流体管等焊接的要求。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。