低氢涂层焊条的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低氢涂层焊条。
【背景技术】
[0002] 通常，低氢涂层焊条用于焊接主要应用于热力发电锅炉中的管装置的高Cr铁氧体 耐热钢。
[0003] 例如，专利文献1公开了通过下列方式得到的涂层焊条：用含有金属碳酸盐:30至 60重量％、金属氟化物：10至30重量％以及除了上方那些以外的电弧稳定剂、熔渣形成剂和 粘合剂的覆盖材料涂布钢芯线的外周，以使涂层占焊条的总重量的22至40重量％。这种涂 层焊条是用于9Cr钢的焊接的低氢涂层焊条，其中相对于焊条的总重量，覆盖材料含有 Mg2Si :0.1至10重量％，并且覆盖材料和钢芯线二者或之一含有C:0.01至0.10重量％、Si: 0.4至2.2重量％、]^ :1.0至1.9重量％、0:5.9至9.8重量％、]\1〇:0.3至1.2重量％、队0.04至 0.09重量％、以及选自由下列各项组成的组的一种元素或两种以上元素:Ni:0.2至1.0重 量％、￥ :0.1至0.4重量％、他:0.02至0.1重量％、和1:1.1至2.1重量％。
[0004] 在专利文献1中描述的用于9Cr钢的焊接的低氢涂层焊条中，将覆盖材料相对于涂 层焊条的总重量的重量％ (覆盖率)设定为22至40重量％的范围，并且将30至60重量％的碳 酸Ca、碳酸Ba、碳酸Mg等作为金属碳酸盐加入至覆盖材料，由此确保良好的焊接可加工性。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] [专利文献 l]JP-A-5-42390
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的问题
[0009] 然而，常规技术具有以下问题。
[0010] 在专利文献1中描述的涂层焊条中，当将Cr结合至芯线中时，涂层随着焊接期间芯 线中的焦耳热生成而分解，并且发生被称为"焊条燃烧"的现象。在这种情况下，不形成健全 的保护管，并且由于例如电弧稳定性的降低和溅洒(spatter)的增加，焊接可加工性明显降 低。作为结果，不能得到所需的焊接金属。
[0011]此外，常规技术从未表明发现在本发明中用于高Cr铁氧体耐热钢的低氢涂层焊条 中的对焊条燃烧的耐性显著提高，即焊条耐燃性是通过优化覆盖材料的设计而提高的。
[0012] 此外，对于涂层焊条来说还需要具有优异的可涂布性而几乎没有表面不均匀以及 良好的外观，并且需要在焊接金属中不产生缺陷。
[0013] 已经通过考虑这些情况做出了本发明。本发明的目的是提供焊条耐燃性和可涂布 性优异并且能够赋予焊接金属优异耐缺陷性的低氢涂层焊条。解决问题的手段
[0014] 本发明的发明人已经对多种焊条进行了实验和研究，从而实现了上述目的，即开 发了用于高Cr铁氧体耐热钢的低氢涂层焊条，其与之前相比更不大可能导致焊条燃烧。具 体地，已经进行了实验和研究以研究对涂层焊条的要求与焊条燃烧出现或不出现之间的关 系。作为结果，已经发现以下事实。
[0015] 1.通过适当地确定作为当将焊条的直径定义为涂层直径并且将芯线的直径定义 为芯线直径时的比值的(涂层直径)/(芯线直径)来提高焊条耐燃性。
[0016] 2.通过适当地确定覆盖材料的密度来提高焊条耐燃性。
[0017] 3.通过适当地确定熔剂中碳酸盐的种类来提高焊条耐燃性。
[0018] 对于1来说，通过增加或降低(涂层直径)/(芯线直径)的值来检查焊条燃烧的出现 或不出现。
[0019] 对于2来说，通过改变覆盖材料的密度来检查焊条燃烧的出现或不出现。
[0020] 对于3来说，通过改变作为熔剂的主要构成组分的碳酸盐的种类来检查焊条燃烧 的出现或不出现。
[0021] 已经基于检查结果完成了本发明。
[0022] 根据本发明的低氢涂层焊条(在下文中，有时被称为"涂层焊条"或简称为"焊条"） 是包含芯线和覆盖材料的低氢涂层焊条，其中相对于低氢涂层焊条的总质量，芯线和覆盖 材料之一或二者含有C:0.01至0.15质量％、Si:0.5至1.5质量％、Mn:0.4至2.0质量％、Cr: 3.0至9.0质量％、Mo: 0.01至1.50质量％、和Fe: 55至70质量％作为合金组分，相对于低氢涂 层焊条的总质量，覆盖材料含有碳酸Ca:以C02计1至6质量％、金属氟化物：以F计1至4质 量％、和Si0 2:5至15质量％作为熔剂组分，覆盖材料基本上不含除了碳酸Ca以外的碳酸盐， 并且低氢涂层焊条满足下列要求之一或二者：当将低氢涂层焊条的直径定义为涂层直径并 且将芯线的直径定义为芯线直径时，涂层直径与芯线直径的比值(在本说明书中，也被称为 "(涂层直径)/(芯线直径)"）为1.50至1.80，并且覆盖材料具有0.200至0.260g/cm3的密度。 [0023]根据这种配置，低氢涂层焊条含有各自预定量的(：、51111、(^1 〇、和？6，由此提高 了焊接金属的强度、蠕变强度、韧性、耐腐蚀性和耐缺陷性，并且此外，提高了覆盖材料的绝 缘性。
[0024] 在低氢涂层焊条中，规定了以C02计的碳酸Ca含量、以F计的金属氟化物含量、和 Si02含量，由此提高了凝固熔渣的焊接可加工性和可分离性(detachability)并且焊接金 属的珠状外观变好。此外，抑制了溅洒产生。
[0025] 在低氢涂层焊条中，覆盖材料基本上不含除了碳酸Ca以外的碳酸盐，由此提高了 焊条耐燃性。
[0026] 低氢涂层焊条满足对(涂层直径)/(芯线直径）的要求和对覆盖材料的密度的要求 之一或二者，由此提高了焊条耐燃性和可涂布性并且不仅提高了焊接金属的耐缺陷性而且 还得到了良好的珠状外观。此外，抑制了溅洒产生。
[0027] 在根据本发明的低氢涂层焊条中，优选的是，相对于低氢涂层焊条的总质量，Cr含 量为5.0至9.0质量％，并且相对于低氢涂层焊条的总质量，芯线和覆盖材料之一或二者还 含有Ni:1.0质量％以下、Ti:0.5质量％以下、V:0.5质量％以下、和Nb:0.5质量％以下作为 合金组分。
[0028] 根据这种配置，在低氢涂层焊条中，Cr含量为5.0至9.0质量％，由此进一步提高了 耐腐蚀性。此外，低氢涂层焊条含有各自预定量的附、1^、和他，由此提高了焊接金属的蠕 变强度和韧性。
[0029] 在低氢涂层焊条中，相对于低氢涂层焊条的总质量，芯线和覆盖材料之一或二者 优选还含有N: 0.10质量％以下作为合金组分。
[0030] 根据这种配置，低氢涂层焊条含有预定量的N，由此提高了焊接金属的蠕变强度、 韧性和耐吹孔性(blow hole resistance)。
[0031] 在低氢涂层焊条中，相对于低氢涂层焊条的总质量，芯线和覆盖材料之一或二者 优选还含有Co: 2.0质量％以下和W: 2.0质量％以下作为合金组分。
[0032] 根据这种配置，低氢涂层焊条含有各自预定量的Co和W，由此提高了焊接金属的蠕 变强度和韧性。
[0033]发明优点
[0034]根据本发明的低氢涂层焊条的焊条耐燃性优异，从而可以确保优异的焊接可加工 性。此外，根据本发明的低氢涂层焊条的可涂布性优异，从而可以得到耐缺陷性优异的焊接 金属。
【具体实施方式】
[0035] 下面详细地描述了本发明的实施方案。
[0036] 在本发明的涂层焊条中，相对于涂层焊条的总质量，芯线和覆盖材料之一或二者 含有各自预定量的(：、51111、(>1 〇、和？6作为合金组分。在涂层焊条中，相对于涂层焊条的 总质量，覆盖材料含有各自预定量的碳酸Ca、金属氟化物和Si02作为熔剂组分。在这里，碳 酸Ca含量以C02计并且金属氟化物含量以F计。
[0037] 在涂层焊条中，覆盖材料基本上不含除了碳酸Ca以外的碳酸盐。
[0038] 涂层焊条满足下列要求之一或二者：当将涂层焊条的直径定义为涂层直径并且将 芯线的直径定义为芯线直径时，涂层直径与芯线直径的比值为1.50至1.80，和覆盖材料的 密度为〇 ? 200至0 ? 260g/cm3的密度。