CN101879672B - 一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条 - Google Patents

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Abstract

一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条，其特征在于：它是由下述重量份配比的粉原料经混合，所述的粉原料配比：大理石35-38份；萤石27-29份；钛白粉1-3份；石英1-3份；云母3-5份；硅铁4-6份；钛铁7-9份；电解锰3-5份；金属镍粉6-8份；碳酸钠1-3份；长石2-4份；铁砂3-5份，并加入粉原料总重量25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于碳钢焊芯上而成的低合金钢焊条。其焊缝金属和焊接接头具有优良且稳定的-70℃低温冲击性能，焊缝金属-70℃的V型缺口冲击功平均值为160J，焊接接头70℃的V型缺口冲击功平均值为110J，完全满足工程所需。

Description

一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条
技术领域
本发明属于焊接材料领域，特别涉及一种适用于-70℃低温钢专用的低合金钢焊条。
背景技术
随着我国工业的快速发展，用于低温环境下的设备、储罐等逐渐增多，如煤化工中的甲醇洗涤塔、液氯、液化石油气储罐等，此类设备多用09MnNiDR(铁素体型低温钢)钢板焊接，需要大量-70℃低温钢专用焊材。目前国内低温钢焊材普遍存在全位置焊接工艺性差，熔敷金属低温韧性不稳定，特别是焊接接头的冲击韧性偏低，不能满足设计的要求。因此，大量采用进口低温钢焊材。因此，开发一种具有良好低温冲击韧性针对-70℃低温钢的低合金钢焊条十分关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对-70℃低温钢的低合金钢焊条，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的，其特征在于它是由下述重量份配比的粉原料经混合，并加入粉原料总重量25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于碳钢焊芯(规格有
Figure BSA00000176779300011
和
Figure BSA00000176779300012
)上而成的低合金钢焊条：大理石35-38份；萤石27-29份；钛白粉1-3份；石英1-3份；云母3-5份；硅铁4-6份；钛铁7-9份；电解锰3-5份；金属镍粉6-8份；碳酸钠1-3份；长石2-4份；铁砂3-5份。在该配比中，通过加入铁砂，使得该焊条电弧柔和，挺度适中，全位置工艺性能佳，同时由于原材料控制严格，合金配比合理，使得该焊条的熔敷金属和焊接接头的-70℃低温冲击韧性出众，完全克服现有技术的缺陷。
采用本发明的焊条焊接用于低温容器的09MnNiDR低温钢，以焊条为例，焊接工艺参数为：焊接电流140-200A，焊接电压为25-35V，得到的焊后熔敷金属成分范围如下，见表1。
表1焊条熔敷金属化学成分范围
  C   Mn   Si   S   P   Ni
  ≤0.12   ≤1.25   ≤0.60   ≤0.035   ≤0.035   2.00-2.75
C：在低温钢中，一般会随着含碳量的上升，钢的韧性下降。因此，无论是从低温钢的低温韧性还是从低温钢的焊接性能角度考虑，其熔敷金属碳含量必须严格控制在≤0.12％的范围内。
Mn：锰可降低奥氏体向铁素体转变温度，促进针状铁素体形成，同时相应减少了先共析铁素体和层状组份的数量，细化了焊缝的针状铁素体和粗晶区、细晶区的显微组织，对提高熔敷金属的低温韧性很有利。但是，熔敷金属中锰含量不能太高，否则，容易导致强度过高，低温韧性反而下降。因此，锰含量应该在≤1.25％的范围内。
Si：从韧性的角度考虑，添加硅是有害的。这可能是由于硅引起固溶硬化和二次相数增多而导致焊缝金属变脆，但从焊缝脱氧，提高焊缝纯洁度的角度，焊缝金属应还有硅。故应该控制其含量，硅含量应在≤0.60％的范围内。
S：硫是使钢的低温韧性下降的主要杂质元素，需较严格的控制其含量，其含量应在≤0.035％的范围内。
P：磷是使钢的低温韧性下降的主要杂质元素，在低温用钢中其含量必须严格加以控制，其含量应在≤0.035％。
Ni：镍是提高钢的低温韧性的主要元素。镍是非碳化物形成元素，它不与碳发生作用，但镍元素能与铁形成α或γ固溶体。镍元素能与基体形成α固溶体，可显著提高铁素体的韧性，从而提高低温钢的低温韧性。同时镍元素又是降低韧性-脆性转变温度最有效的元素，可使钢的使用温度进一步下降。因此，Ni含量应该在2.00-2.75％的范围内。
本发明与现有技术相比：
1它焊缝金属和焊接接头具有优良且稳定的-70℃低温冲击性能，焊缝金属-70℃的V型缺口冲击功平均值为160J，焊接接头70℃的V型缺口冲击功平均值为110J，完全满足工程所需(≥27J)；2焊接过程中，飞溅小，电弧稳定，焊缝成型美观，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1，取大理石35份；萤石29份；钛白粉2份；石英3份；云母4份；硅铁6份；钛铁8份；电解锰4份；金属镍7份；碳酸钠3份；长石2份；铁砂3份的粉料共105kg混合均匀，将26.50kg的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于H08E低合金钢焊芯上，焊条经24小时自然晾干，然后经烘干而成。其焊接工艺性能佳，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性，其熔敷金属和焊接接头V型缺口冲击韧性试验数值见表2。
实施例2，取大理石38份；萤石27份；钛白粉1份；石英1份；云母3份；硅铁5份；钛铁9份；电解锰3份；金属镍8份；碳酸钠1份；长石4份；铁砂4份的粉料共104kg混合均匀，将26.00kg的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于H08E低合金钢焊芯上，焊条经24小时自然晾干，然后经烘干而成。其焊接工艺性能佳，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性，其熔敷金属和焊接接头V型缺口冲击韧性试验数值见表2。
实施例3，取大理石36份；萤石28份；钛白粉3份；石英2份；云母5份；硅铁4份；钛铁7份；电解锰5份；金属镍6份；碳酸钠2份；长石3份；铁砂5份的粉料共105kg混合均匀，将26.50kg的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于H08E低合金钢焊芯上，焊条经24小时自然晾干，然后经烘干而成。其焊接工艺性能佳，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性，其熔敷金属和焊接接头V型缺口冲击韧性试验数值见表2。
实施例4，取大理石35份；萤石28份；钛白粉3份；石英3份；云母5份；硅铁5份；钛铁8份；电解锰3份；金属镍6份；碳酸钠1份；长石3份；铁砂4份的粉料共104kg混合均匀，将26.00kg的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于H08GX低合金钢焊芯上，焊条经24小时自然晾干，然后经烘干而成。其焊接工艺性能佳，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性，其熔敷金属和焊接接头V型缺口冲击韧性试验数值见表2。
实施例5，取大理石37份；萤石27份；钛白粉2份；石英2份；云母4份；硅铁4份；钛铁8份；电解锰5份；金属镍8份；碳酸钠2份；长石3份；铁砂4份的粉料共106kg混合均匀，将26.50kg的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于H08GX低合金钢焊芯上，焊条经24小时自然晾干，然后经烘干而成。其焊接工艺性能佳，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性，其熔敷金属和焊接接头V型缺口冲击韧性试验数值见表2。
表2实施例熔敷金属和焊接接头冲击韧性
Figure BSA00000176779300041
注：冲击韧性中，括号内为三值的平均值。

Claims (1)

1.一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条，其特征在于：它是由下述重量份配比的粉原料先混合，然后加入粉原料总重量25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于碳钢焊芯上而成的低合金钢焊条；所述的粉原料配比：大理石35-38份；萤石27-29份；钛白粉1-3份；石英1-3份；云母3-5份；硅铁4-6份；钛铁7-9份；电解锰3-5份；金属镍粉6-8份；碳酸钠1-3份；长石2-4份；铁砂3-5份。
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