CN105537801B

CN105537801B - 一种用于904l钢焊接的不锈钢焊条

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Publication number: CN105537801B
Application number: CN201510551825.7A
Authority: CN
Inventors: 王卫华; 陈远建
Original assignee: SHANGHAI ATLANTIC WELDING CONSUMABLES CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI ATLANTIC WELDING CONSUMABLES CO Ltd
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2035-09-01
Also published as: CN105537801A

Abstract

本发明公开了一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条，包括焊芯和包覆在焊芯外的钛钙型药皮，所述焊芯包括以下重量百分比的组分(wt％)：C≤0.02％、Mn 1.50‑2.50％、Si≤0.30％、Ni 24.0‑26.0％等，所述药皮包括以下重量百分比的组分：金红石粉30～45％、大理石粉8～15％、萤石粉3～10％、长石8～12％、云母9～12％、钛白粉1.5～3％、氟铝酸盐0.5～1.5％、电解锰3～5％等。本发明电弧稳定性，熔池流动性好，熔渣渣壳覆盖均匀；脱渣容易；焊缝成型平整，并具有良好的焊缝抗裂性；焊后熔敷金属的化学组分纯度较高，性能优越。

Description

一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，具体是一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条。

背景技术

904L(N08904，,14539)超级奥氏体不锈钢中含14.0-18.0％铬，24.0-26.0％镍，4.5％钼；抗拉强度：σb≥520Mpa，延伸率：δ≥35％，具有很好的活化—钝化转变能力，耐腐蚀性能极好，在非氧化性酸如硫酸、醋酸、甲酸、磷酸中具有很好的耐蚀性，在中性含氯离子介质中具有很好的抗点蚀性，同时具有良好的抗缝隙腐蚀及抗应力腐蚀性能。适用于70℃以下各种浓度硫酸，在常压下耐任何浓度、任何温度的醋酸，及甲酸与醋酸的混酸中的耐腐蚀性也很好。广泛应用于：石化设备中的反应器，硫酸的储存与运输设备，发电厂烟气脱硫装置，有机酸处理系统中的洗涤器和风扇。海水处理装置，海水热交换器，造纸工业设备，硫酸、硝酸设备，制酸、制药工业及其他化工设备、压力容器，食品设备。目前采用的焊接此类钢种的焊条普遍存在熔敷金属力学性能(延伸率)普遍较低，焊缝抗裂性较差的问题，并且在做焊缝内部PT探伤易发现针状微小气孔，因此大幅度的限制了容器的使用寿命，增加了容器的安全隐患。

904L合金的熔点较高，采用普通偏酸性或碱性渣系药皮配方试制的焊条往往出现电弧稳定性不好，熔池流动性不好，熔渣渣壳覆盖不均匀；渣壳坚硬，脱渣难，残渣清理不干净；焊缝成型不平整、表面光亮度不好以及焊缝抗裂性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条，包括焊芯和包覆在焊芯外的钛钙型药皮，所述焊芯包括以下重量百分比的组分(wt％)：C≤0.02％、Mn 1.50-2.50％、Si≤0.30％、Ni24.0-26.0％、S≤0.010％、P≤0.015％、Cr 19.5％-21.5％、M0.4.2％-5.2％、Cu 1.2％-2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质，所述药皮包括以下重量百分比的组分：金红石粉30～45％、大理石粉8～15％、萤石粉3～10％、长石8～12％、云母9～12％、钛白粉1.5～3％、氟铝酸盐0.5～1.5％、电解锰3～5％、钛酸钾6～10％、海藻酸盐1～3％、铝铁0.3％～1.0％、金属铬8％～15％、钼铁1％～2％、镍粉1％～3％及粘结剂，各组分的总量为100％。

作为本发明进一步的方案：所述金红石粉中TiO₂≥91％，大理石粉CaCO₃含量≥96％，萤石粉中CaF₂≥95％、长石中SiO₂：50～65％，AL₂O₃:15％～25％,K₂O≥12％、钛白粉中TiO₂≥99％、云母中SiO₂：50～65％，AL₂O₃:20％～35％,K₂O≥7％、电解锰中Mn≥99.5％、钛酸钾中TiO₂≥65％、氟铝酸盐为化学纯、海藻酸盐中K₂O≥10％。

作为本发明再进一步的方案：所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃、或钾钠水玻璃。

作为本发明再进一步的方案：将所述药皮中各组分的粉料按比例混合均匀后，加入总组分重15-28％的粘结剂，浓度为39°～40°，搅拌混合均匀，然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温和高温烘焙即成；所述药皮的重量为焊芯重量的30-45％。

作为本发明再进一步的方案：所述低温烘焙的温度为80～120℃，高温烘焙的温度为350～400℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)较为合理的配方比例，具有良好的焊接工艺性能：电弧稳定性，熔池流动性好，熔渣渣壳覆盖均匀；脱渣容易；焊缝成型平整，并具有良好的焊缝抗裂性；

(2)本发明不仅可用904L钢焊接，同样也可用于焊接应用于抗硫酸、甲酸及醋酸介质点腐蚀及抗氯离子腐蚀的不锈钢的焊接。

(3)本发明焊后熔敷金属的化学组分纯度较高，性能优越，完全符合不锈钢焊条的GB/T 983-2012国家标准和美国标准AWS A5.4-2006。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条，采用钛钙型药皮，对药皮中各组分的比例进行合理化调整，本发明采用的焊芯的各化学组分的重量百分比含量分别为(wt％)：C≤0.02％、Mn 1.50-2.50％、Si≤0.30％、Ni 24.0-26.0％、S≤0.010％、P≤0.015％、Cr 19.5％-21.5％、M 0.4.2％-5.2％、Cu 1.2％-2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质，药皮中各组分的重量百分比含量分别为：金红石粉30～45％、大理石粉8～15％、萤石粉3～10％、长石8～12％、云母9～12％、钛白粉1.5～3％、氟铝酸盐0.5～1.5％、电解锰3～5％、钛酸钾6～10％、海藻酸盐1～3％、铝铁0.3％～1.0％、金属铬8％～15％、钼铁1％～2％、镍粉1％～3％及粘结剂，各组分的总量为100％；将药皮中各组分的粉料按比例混合均匀后、加入总组分重15-28％的钾钠水玻璃粘结剂，浓度为39°～40°，搅拌混合均匀；然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温和高温烘焙即成；焊条中药皮的重量为焊芯重量的30-45％。

所述金红石粉中TiO₂≥91％，大理石粉CaCO₃含量≥96％，萤石粉中CaF₂≥95％、长石中SiO₂：50～65％，AL₂O₃:15％～25％,K₂O≥12％、钛白粉中TiO₂≥99％、云母中SiO₂：50～65％，AL₂O₃:20％～35％,K₂O≥7％、电解锰中Mn≥99.5％、钛酸钾中TiO₂≥65％、氟铝酸盐为化学纯、海藻酸盐中K₂O≥10％,而所述加入总成份重15-28％的粘结剂为钠水玻璃或钾水玻璃、或钾钠水玻璃，其波美浓度为39°～40°，所述低温烘焙的温度为80～120℃，高温烘焙的温度为350～400℃。

所述不锈钢焊条焊接后熔敷金属化学组分的重量百分比含量分别为：C≤O.03％、Mn:1.5～2.5％、Si：0.35～0.80％、S≤O.015％、P≤0.015％、Ni：24.5～25.5％、Mo：4.5～5.0％、Cu：1.5～2.0％、Cr：20.0～21.5％,以及不可避免的杂质。

本发明药皮组分中各组分的主要作用如下：

金红石：金红石的主要作用是稳定电弧、造渣，调整熔渣的表面张力、粘度、流动性等物理性能，改善提高脱渣性能，改善焊缝成型，减少飞溅等作用；但是太多的金红石易恶化熔敷金属机械性能及抗裂性，因此金红石在药皮中的含量为30～40％。

大理石：主要作用是造渣、造气，稳定电弧，提高熔渣碱度，改善脱渣性能，并有较好的脱硫能力和间接脱磷效果，分解CO2保护焊缝不被氧、氮化，减少焊缝金属中的氢含量；大理石在药皮中的含量为8～15％。

钼铁：钼在焊缝中可有效提高耐腐蚀性能，主要是作为合金剂加入，保证焊缝耐腐蚀性能。一般为1～2％。

钛白粉：主要作用是增塑剂，改善焊条的涂压性，保证焊条的外观质量，因涂压需要和成本较高，不宜太多，用量在1.5～3.0％。

萤石：适量的萤石可以降低液态金属的表面张力，提高其流动性，使得焊缝成型美观，降低焊缝气孔敏感性，并能够降低熔敷金属的扩散氢含量。本发明的萤石含量的合适范围是3～10％。

电解锰：电解锰的加入主要是向焊缝中过度锰元素，提高焊缝金属的强度和塑性，同时可以起到脱氧脱硫、加快焊接反应速度的作用；电解锰在药皮中的含量为3～5％。

钛酸钾：主要作用是改善焊条焊接工艺性能，还对改善焊条的压涂性能和稳定焊接电弧有益。钛酸钾含量超过10％时，药皮吸潮性增加，钛酸钾含量低于6％时，改善焊条的焊接工艺性能作用不明显，因而限制药皮中钛酸钾含量为6～10％。

氟铝酸盐：主要作用是改善焊条焊接工艺性能，还对稳定焊接电弧有益，但价格较贵。氟铝酸盐含量超过1.5％时，药皮吸潮性增加，氟铝酸盐含量低于0.5％时，改善焊条的焊接工艺性能作用不明显，因而限制药皮中钛酸钾含量为0.5～1.5％。

海藻酸盐：主要作用是稳弧剂和粘结剂，但太多会增加药皮吸潮性，控制含量为1～3％

本发明即通过上述组分的有机组配成药皮并与Cr19％-Ni25％合金焊芯配合从而实现本发明的目的。

以下实施例中选择直径为Φ3.2mm的优质Cr19％-Ni25％合金焊芯。其具体化学组分见表1；

表1本实施例焊条的焊芯具体化学组分对比(重量％)

实施例焊条的药皮组分配比见表2；

表2实施例焊条的药皮组分配比(重量％)

本实施例的焊条的制备是在常规的油压型焊条压涂机上压制成电焊条。电焊条经100℃低温烘干和350℃的高温烘干后进行焊接试验。电焊条的熔敷金属的化学组分均列入表3；

表3为实施例电焊条的熔敷金属化学组分(重量％)

表4为本实施例的电焊条熔敷金属的力学性能

表5为本实施例的电焊条熔敷金属PT结果

上述实施例试验结果显示本发明的904L不锈钢焊条拥有稳定的良好的拉伸强度和延伸率，以及良好的抗气孔敏感性，完全可以满足GB/T13814-2008中对ENi4060以及AWSA5.11-2005对ENiCu-7的要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种用于904L钢焊接的不锈钢焊条，其特征在于，包括焊芯和包覆在焊芯外的钛钙型药皮，所述焊芯包括以下重量百分比的组分(wt％)：C≤0.02％、Mn 1.50-2.50％、Si≤0.30％、Ni 24.0-26.0％、S≤0.010％、P≤0.015％、Cr 19.5％-21.5％、Mo 4.2％-5.2％、Cu 1.2％-2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质，所述药皮包括以下重量百分比的组分：金红石粉30～45％、大理石粉8～15％、萤石粉3～10％、长石8～12％、云母9～12％、钛白粉1.5～3％、氟铝酸盐0.5～1.5％、电解锰3～5％、钛酸钾6～10％、海藻酸盐1～3％、铝铁0.3％～1.0％、金属铬8％～15％、钼铁1％～2％、镍粉1％～3％及粘结剂，各组分的总量为100％，所述金红石粉中TiO₂≥91％，大理石粉CaCO₃含量≥96％，萤石粉中CaF₂≥95％、长石中SiO₂：50～65％，AL₂O₃：15％～25％，K₂O≥12％、钛白粉中TiO₂≥99％、云母中SiO₂：50～65％，AL₂O₃：20％～35％，K₂O≥7％、电解锰中Mn≥99.5％、钛酸钾中TiO₂≥65％、氟铝酸盐为化学纯、海藻酸盐中K₂O≥10％。

2.根据权利要求1所述的用于904L钢焊接的不锈钢焊条，其特征在于，所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃、或钾钠水玻璃。

3.一种如权利要求1-2任一所述的用于904L钢焊接的不锈钢焊条的制备方法，其特征在于，将所述药皮中各组分的粉料按比例混合均匀后，加入总组分重15-28％的粘结剂，浓度为39°～40°，搅拌混合均匀，然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温和高温烘焙即成；所述药皮的重量为焊芯重量的30-45％。

4.根据权利要求3所述的用于904L钢焊接的不锈钢焊条的的制备方法，其特征在于，所述低温烘焙的温度为80～120℃，高温烘焙的温度为350～400℃。