CN105665962A - 一种耐蚀钢焊接专用焊条 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种耐蚀钢焊接专用焊条。该焊条包括焊芯和涂在焊芯上的药皮，以质量分数表示，所述焊芯组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P≤0.005%、S≤0.005%、Ni≤0.30%、Cr0.15～0.18%、Cu≤0.02%、Ti≤0.20%、Mg≤0.05%，余量为Fe。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。

Description

一种耐蚀钢焊接专用焊条
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种耐蚀钢焊接专用焊条。
背景技术
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，存在耐硫化氢腐蚀性差、冲击韧性不足的缺陷。
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
本发明的目的在于开发一种更为理想的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。
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，该焊条包括焊芯和涂在焊芯上的药皮，以质量分数表示，以质量分数表示，所述焊芯组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P≤0.005%、S≤0.005%、Ni≤0.30%、Cr0.15～0.18%、Cu≤0.02%、Ti≤0.20%、Mg≤0.05%，余量为Fe。
优选的，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C0.065%、Si0.02%、Mn0.4%、P0.001%、S0.001%、Ni0.26%、Cr0.17%、Cu0.01%、Ti0.20%、Mg0.05%，余量为Fe；
进一步优选的，以质量分数表示，所述药皮组成成分及含量为：大理石20～55%、萤石10～30%、硅酸盐5～20%、高碳铬铁10～30%、钛白粉5～10%、纳米氮化铝1～3%、混合稀土2～4%、粘结剂1～5%。
以质量分数表示，所述药皮组成成分及含量为：大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、高碳铬铁14%、钛白粉8%、纳米氮化铝2%、混合稀土3%、粘结剂3%。
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%、P≤0.01%、余量为Fe。
所述混合稀土为：以质量分数表示，氧化钇10～30%、氧化铈40～60%、氧化镧25～40%。
所述的粘结剂，以质量分数表示，羧甲基纤维素钠5～15%、水玻璃20～40%、硬脂酸钠10～20%、改性凹凸棒土30～55%，其中，所述的改性凹凸棒土制备步骤为：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，即制得改性凹凸棒土。
所述的粘结剂制备步骤为：将改性凹凸棒土，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℃，混合时间为2～3小时。
本发明的技术优点在于：
1）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。
2）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。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地描述。
实施例1
芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P0.005%、S0.005%、Ni0.30%、Cr0.15%、Cu0.02%、Ti0.20%、Mg0.05%，余量为Fe；药皮组成成分及含量为：大理石55%、萤石10%、硅酸盐5%、高碳铬铁10%、钛白粉10%、纳米氮化铝3%、混合稀土2%、粘结剂5%。
其中，混合稀土的配比为：按质量分数计，氧化钇15%、氧化铈60%、氧化镧25%。
实施例2
芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P0.005%、S0.005%、Ni0.20%、Cr0.15%、Cu0.01%、Ti0.10%、Mg0.03%，余量为Fe；药皮组成成分及含量为：大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、高碳铬铁14%、钛白粉8%、纳米氮化铝2%、混合稀土3%、粘结剂3%。
其中，混合稀土的配比为：按质量分数计，氧化钇10%、氧化铈50%、氧化镧40%。
在实施例1-2中，所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C为6～10%，Si≤3%，S≤0.01%，P≤0.01%，余量为Fe。
在实施例1-2中，所述的粘结剂由以下步骤制得：1）将凹凸棒土粉料进行酸化提纯：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；2）将步骤1）制得的改性凹凸棒土，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℃，混合时间为2～3小时。
实施例1-2中粘结剂的配比见表1。
表1
羧甲基纤维素钠/% 水玻璃/% 硬脂酸钠/% 改性凹凸棒土/%
实施例1 15 20 10 55
实施例2 10 40 20 30
本发明的耐蚀钢焊接专用焊条，还包括步骤：药皮的预处理和焊条的制备两个处理制备步骤。
在药皮的预处理过程中，具体是将大理石、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。
在焊条的制备过程中，具体是将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℃，保温1～2小时即可。
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。
本发明药皮中选用的纳米氮化铝，在一定程度上能够起到细化晶粒的作用，提高焊接金属的金相组织稳定性。

Claims (9)

1.一种耐蚀钢焊接专用焊条，该焊条包括焊芯和涂在焊芯上的药皮，其特征在于：以质量分数表示，所述焊芯组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P≤0.005%、S≤0.005%、Ni≤0.30%、Cr0.15～0.18%、Cu≤0.02%、Ti≤0.20%、Mg≤0.05%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P0.005%、S0.005%、Ni0.20%、Cr0.15%、Cu0.01%、Ti0.10%、Mg0.03%，余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示，所述药皮组成成分及含量为：大理石20～55%、萤石10～30%、硅酸盐5～20%、高碳铬铁10～30%、钛白粉5～10%、纳米氮化铝1～3%、混合稀土2～4%、粘结剂1～5%。
4.根据权利要求3所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示，所述药皮组成成分及含量为：大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、高碳铬铁14%、钛白粉8%、纳米氮化铝2%、混合稀土3%、粘结剂3%。
5.根据权利要求4所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，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%、P≤0.01%、余量为Fe。
6.根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：所述混合稀土为：以质量分数表示，氧化钇10～30%、氧化铈40～60%、氧化镧25～40%。
7.根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：所述的粘结剂，以质量分数表示，羧甲基纤维素钠5～15%、水玻璃20～40%、硬脂酸钠10～20%、改性凹凸棒土30～55%，其中，所述的改性凹凸棒土制备步骤为：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，即制得改性凹凸棒土。
8.根据权利要求7所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：所述的粘结剂制备步骤为：将改性凹凸棒土，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℃，混合时间为2～3小时。
9.根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：所述的焊条由以下步骤制得：
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℃，保温1～2小时即可。
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