CN106984918A

CN106984918A - 反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo‑3

Info

Publication number: CN106984918A
Application number: CN201710338326.9A
Authority: CN
Inventors: 王士山; 崔晓东; 王学东; 李伟; 陈波; 徐维英; 王立志; 陈亮; 张晗
Original assignee: BEIJING JINWEI WELDING MATERIAL Co Ltd; Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Current assignee: BEIJING JINWEI WELDING MATERIAL Co Ltd; Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2037-05-15
Also published as: CN106984918B

Abstract

本发明涉及一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo‑3，以及其制备方法。具体地，所述反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo‑3是由下述配料的粉料混合均匀，然后加入占混合粉料总重量的20～25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于镍基合金焊芯上再经干燥而成；所述粉料的配料为：大理石15～30份、萤石5～30份、冰晶石5～20份、石英、钛白粉、金红石、云母、钛酸钾、长石、海藻酸钠、纯碱、硅铁、钛铁、电解锰；铌铁、金属铬。本发明所提供的镍基合金焊条药皮中氟化物的重量份为大理石重量份的一倍以上，该焊条在焊接时电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。

Description

反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及一种焊条，特别涉及一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

背景技术

镍基耐蚀合金是重要的耐蚀金属材料。在化工、石油化工、湿法冶金、动力、核燃料和核能等工业领域，在许多苛刻的腐蚀环境中，镍基耐蚀合金常常作为重要的结构材料得到广泛应用。我国自60年代初开始大量研究并在工程中使用镍基耐蚀合金，并取得了较大进展，其中含铬10％以上的镍铬合金表现出较强的耐蚀性和抗氧化性，因而得到广泛的应用。

GB/T13814-92《镍及镍合金焊条》标准等效采用美国ANSI/AWS A5.11-89《镍及镍合金药皮焊条规程》，涉及五类镍基焊条：工业纯镍焊条：ENi-0、ENi-1；Ni-Cu系焊条：ENiCu-7；Ni-Cr-Fe系焊条：ENiCrFe-0至ENiCrFe-4；Ni-Mo系焊条：ENiMo-1、ENiMo-3、ENiMo-7；Ni-Cr-Mo系焊条：ENiCrMo-0至ENiCrMo-9。其中Ni-Cr-Mo系焊条例如本发明待开发的ENiCrMo-3镍基焊条是工业上常用的一种镍基焊条，特别是用于焊接镍铬钼合金如625、800、801、825和600。

现有技术已有诸多制备焊条的文献报道。

例如，CN104923948A(中国专利申请号201510348326.8)公开了一种电弧稳定的埋弧焊焊条，其特征在于：其由以下重量份数的原料制成：钛铁3-10份，冰晶石6-9份，金云母2-4份，松香7-11份，异丙醇5-10份，氧化铁红8-10份，金属镍粉末3-6份，硅钙粉末4-9份，氧化铁黑3.2-8份，铝5-7份，萤石8-11份，硬脂酸3-5份，大理石6-11份，改性氢化蓖麻油3-10份，碳酸钙2-4份，脱氧剂1.2-4份，氟化稀土6.5-12份。据信该发明的有益效果是：本发明的埋弧焊焊条，电弧稳定，减少了焊缝中氧的含量，焊接均匀、平整。

CN104874939A(中国专利申请号201510315746.6)公开了一种高稳定性水下湿法焊条用药皮，所述药皮由固体组份和液体组份混合而成，所述液体组份的加入质量为固体组份质量的15-20％；所述固体组份由以下质量百分比的原料制成：金红石45-55％，萤石10-16％，大理石5-8％，锰铁4-8％，镍粉8-15％，冰晶石8％-10％，硝酸铯0-2％；所述液体组份为20℃下钾钠比为3:1的钾钠水玻璃。据信该发明提供的高稳定性水下湿法焊条用药皮，使其在水深不超过20米，水流速度不高于1.2米/秒的条件下，能够顺畅引弧，持续稳定燃烧，无电弧熄灭现象，强度Rm≥400MPa，基本满足非结构件焊接要求。

CN102554510A(中国专利申请号201010599903.8)公开了一种不锈钢焊条，组成该焊条的化学成份(重量％)为：金红石40，钾长石8，铁矿3，钛酸钾1.8，钛白粉1.8，金属铬1.8，萤石(烘干)2.4，冰晶石2.4，电解锰8，氧化铋0.18，微碳铬铁12，云母(烘干)7，海藻酸钙1.5，铝铁0.4，大理石9.72。据信该发明不锈钢焊条与现有技术相比较，可以建立电弧，又可以自身熔化，可以变成焊缝的填充金属。抗腐蚀性强。熔敷金属的理化性能稳定。

中国专利申请号201611220195.6公开了一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条，包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮，焊芯中化学成分的重量百分比含量为：C≤0.1％、Si≤0.6％、1.5≤Mn≤4.5％、S≤0.012％、P≤0.015％、12.0≤Cr≤17.0、4.5≤Mo≤9.5、0.5≤Nb≤2.0、0.5≤W≤2.0，余量为Ni；药皮中各粉料的成分及其重量百分比含量为：大理石20-38％，碳酸锶5-8％，钾长石1-4％，萤石3-13％、氟化镁2-10％，冰晶石3-15％，金红石10-20％，钛铁2-7％，铝铁2-6％，镁铝粉0.5-2％，钼铁4-7％，铌铁2-5％，钨铁1-3％，各成分的总量为100％；将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占药皮总重量20-30％的钾玻璃搅拌混合均匀；然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，在经过100-150℃低温、280-320℃高温烘焙，制造成所述焊条。据信该镍基焊条采用交流电源焊接时在平、横、立和仰等焊接位置均具有良好的焊接工艺性，并且具有良好的低温韧性。

CN1264634A(中国专利申请号00114375.1)公开了一种抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条，药皮由合金粉与矿物粉混合而成，各矿物粉、合金粉的配方比例为：金红石5～50％；钛白粉1～15％；钛酸钾0～8％；白泥1～16％；大理石1～30％；萤石0～10％；氟化物稀土0～8％；海泡石1～30％；云母1～8％；憎水剂0～5％；金属铬1～15％；金属锰1～18％；金属镍1～17％；钼铁0～7％；膨润土0～10％；铁红0～5％；冰晶石0～15％；长石0～12％；硼铁：0～5％；海藻酸钠0～10％；海藻酸钾0～10％。据信发明所说的不锈钢焊条具有焊接工艺性好，抗气孔、抗吸潮能力强，焊缝金属具有良好耐磨损、耐腐蚀性能和抗裂纹能力。本焊条可用于热轧辊、工程机械的表面堆焊和化工装置的焊接材料。

CN105014260A(中国专利申请号201510455944.2)公开了一种焊修高强钢车轮的焊条，由焊芯和药皮组成，其特征在于，焊芯采用H08A，药皮中固体组分质量含量为：大理石：质量分数占比35～36％，过目颗粒度为80～100目；萤石：质量分数占比15～16％，过目颗粒度为80～100目；锰铁：质量分数占比3～4％，过目颗粒度为60～70目；硅铁：质量分数占比4～5％，过目颗粒度为60～70目；钛白粉：质量分数占比4～5％，过目颗粒度为80～100目；钛铁：质量分数占比9～10％，过目颗粒度为60～70目；云母：质量分数占比5～7％，过目颗粒度为80～100目；硅砂：质量分数占比5～7％，过目颗粒度为80～100目；苏打：质量分数占比1～2％，过目颗粒度为80～100目；Ni50:质量分数占比13～14％，过目颗粒度为150～200目；碳化钨：质量分数占比2～3％，过目颗粒度为250～300目。焊接操作步骤为：1)焊修前清除油污、铁锈和油漆等；2)焊前工件预热300～400℃，直流反接，焊接电流90～120A；3)在车轮表面用手工电弧焊进行焊修，每条焊道焊缝长约100mm以内，每层焊道高度保持在1.5～2mm，宽度控制在10～12mm；4)焊后工件保温缓慢冷却至室温。Ni50镍基自熔合金粉末熔入焊缝后提高焊缝韧性防止开裂，硬质碳化钨颗粒对焊缝金属进行强化，提高焊缝强度和耐磨性。据信该发明焊接时电弧稳定、基本无飞溅，脱渣性良好，焊条操作性能优异；焊缝成型美观，焊道高度适中，焊缝浸润角适中。

CN101181768A(中国专利申请号200710179495.9)公开了一种P92钢焊接用超低氢碱性焊条。氧化钙渣系P92钢超低氢碱性焊条的研制在国内外尚未见相关的专利及文献报道。发明特征在于焊条药皮为含有以下质量百分比含量的物质:1～7％锰铁，4～9％硅铁，1.5～2.5％铝，3～8％镍粉，1～4％石英，3～6％铌铁，0.5～1.0％钒铁，4.5～6％钛白粉，20～30％萤石，40～60％大理石。研制焊条的工艺性能良好，与进口焊条比较，研制焊条具有飞溅小，熔池流动性好，熔渣覆盖均匀，焊缝成型细致、美观，脱渣容易等良好的焊接工艺特点，研制焊条的熔敷金属扩散氢含量得到了有效控制，熔敷金属扩散氢含量为1.985ML/100G，符合超低氢标准要求。

CN103084757A(中国专利申请号201310025191.2)公开了一种高韧性低氢碱性焊条，包括药皮和焊芯，药皮按重量百分比由以下材料组成：大理石38％～44％，萤石20％～25％，锆英砂3％～5％，硅铁1％～5％，钛铁10％～15％，中碳锰铁5％～7％，钛白粉2％～4％，云母3％～6％，微晶纤维1.5％～2％，镍粉1.2％～1.8％，混合稀土1％～1.5％，以上各组分的重量百分比之和为100％。本发明还公开了其制备方法，将药皮材料与钾钠混合水玻璃混合后压成圆柱形粉团并放入压涂机中，将圆柱形粉团压涂在H08A焊芯上制成焊条，然后磨头磨尾后烘干即得。据信该发明焊接高强钢时焊前无需预热，焊后无需热处理，有效控制了熔敷金属扩散氢含量且其制备方法简单。

CN103433642A(中国专利申请号201310349893.6)公开了一种1Ni9低温钢焊接用低氢碱性焊条，包碳0.01％-0.03％，锰0.5％-0.9％，硅0.2％-0.4％，铬21％-24％，铁2.5％-3.5％，钼8.5％-9.5％，钛0.02％-0.04％，铌4％-4.5％，氮0.15％-0.20％，硫<0.01％，磷<0.01％，余量为镍，上述各组分质量百分比之和为100％；所述药皮按质量百分比由以下组分组成：34％-48％的大理石，17％-24％的萤石，2％-6％的锆英砂，1％-4％的硅铁，5％-12％的钛铁，3％-5％的中碳锰铁，2％-5％的钛白粉，2％-5％的金红石，2％-6％的云母，0.7％-1％的碱，1％-3％的混合稀土，上述各组分质重量百分比之和为100％。据信该发明解决了现有焊条进口价格昂贵且性能较差的问题。

随着镍基合金应用范围的扩展和使用量的增长，镍基合金焊接材料的需求量也随之增加。现有的镍基焊条药皮配方大多沿用传统的碱性低氢型药皮组分，药皮中大理石的质量百分含量较高，其所占比例通常比氟化物高。这种配方体系的焊条普遍存在电弧稳定性差、熔渣覆盖不完全、粘渣、焊缝成型差、药皮耐大电流性能差、焊缝中扩散氢含量较高等问题。

因此，本领域仍然期待有具有优良焊接性能的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3应用于焊接工艺中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优良焊接性能的反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，以克服现有技术的不足，提高该类焊条的焊接工艺性能。本发明已经出人意料的发现，具有本发明特征的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3呈现优异的焊接工艺性能。本发明因此发现而得以完成。

为此，本发明第一方面提供了一种碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其是由下述重量份比例的粉料混合均匀，然后加入占混合粉料总重量的20～25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于镍基合金焊芯上再经干燥而成；所述粉料的重量份配比为：大理石15～30份、萤石5～30份、冰晶石5～20份、石英2～10份、钛白粉1～8份、金红石2～15份、云母2～8份、钛酸钾2～6份、长石5～15份、海藻酸钠0.5～3份、纯碱0.5～1.5份、硅铁2～6份、钛铁1～5份、电解锰6～18份；铌铁2～8份、金属铬2～10份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1～3倍。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1.5～2.5倍。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1.6～2.3倍。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的2～10％。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的3～8％。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的3.3～6.7％。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述镍基合金焊芯的规格为Ф2～5mm，例如包括但不限于Ф2.5mm、Ф3.2mm、Ф4.0mm和Ф5.0mm。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石30份、冰晶石5份、石英10份、钛白粉1份、金红石15份、云母2份、钛酸钾6份、长石5份、海藻酸钠0.5份、纯碱0.5份、硅铁2份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁8份、金属铬10份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石30份、冰晶石20份、石英2份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱1.5份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰18份；铌铁2份、金属铬2份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉5份、金红石10份、云母8份、钛酸钾6份、长石10份、海藻酸钠2份、纯碱1份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰9份；铌铁5份、金属铬5份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石25份、萤石20份、冰晶石20份、石英8份、钛白粉3份、金红石15份、云母2份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠1份、纯碱1.2份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬5份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石20份、萤石20份、冰晶石15份、石英5份、钛白粉5份、金红石10份、云母5份、钛酸钾6份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱0.75份、硅铁6份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬10份。

根据本发明第一方面任一实施方案的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠3份、纯碱0.9份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬2份。

进一步的，本发明第二方面提供了制备碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3的方法，其特征在于，该方法包括将下述重量份比例的粉料混合均匀，然后加入占混合粉料总重量的20～25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于镍基合金焊芯上再经干燥，制得焊条；所述粉料的重量份配比为：大理石15～30份、萤石5～30份、冰晶石5～20份、石英2～10份、钛白粉1～8份、金红石2～15份、云母2～8份、钛酸钾2～6份、长石5～15份、海藻酸钠0.5～3份、纯碱0.5～1.5份、硅铁2～6份、钛铁1～5份、电解锰6～18份；铌铁2～8份、金属铬2～10份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1～3倍。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1.5～2.5倍。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1.6～2.3倍。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的2～10％。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的3～8％。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的3.3～6.7％。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述镍基合金焊芯的规格为Ф2～5mm，例如包括但不限于Ф2.5mm、Ф3.2mm、Ф4.0mm和Ф5.0mm。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石30份、冰晶石5份、石英10份、钛白粉1份、金红石15份、云母2份、钛酸钾6份、长石5份、海藻酸钠0.5份、纯碱0.5份、硅铁2份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁8份、金属铬10份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石30份、冰晶石20份、石英2份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱1.5份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰18份；铌铁2份、金属铬2份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉5份、金红石10份、云母8份、钛酸钾6份、长石10份、海藻酸钠2份、纯碱1份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰9份；铌铁5份、金属铬5份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石25份、萤石20份、冰晶石20份、石英8份、钛白粉3份、金红石15份、云母2份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠1份、纯碱1.2份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬5份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石20份、萤石20份、冰晶石15份、石英5份、钛白粉5份、金红石10份、云母5份、钛酸钾6份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱0.75份、硅铁6份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬10份。

根据本发明第二方面任一实施方案的方法，其特征在于，其中所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠3份、纯碱0.9份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬2份。

在本发明粉料配比中，由于原材料控制严格，合金配比合理，使得此焊条与传统碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3相比，本发明所提供的镍基合金焊条药皮中氟化物的重量份为大理石的一倍以上，该焊条在焊接时电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。

在本发明上述制备方法的步骤中，虽然其描述的具体步骤在某些细节上或者语言描述上与下文具体实施方式部分的制备例中所描述的步骤有所区别，然而，本领域技术人员根据本发明全文的详细公开完全可以概括出以上所述方法步骤。

本发明的任一方面的任一实施方案，可以与其它实施方案进行组合，只要它们不会出现矛盾。此外，在本发明任一方面的任一实施方案中，任一技术特征可以适用于其它实施方案中的该技术特征，只要它们不会出现矛盾。下面对本发明作进一步的描述。

本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。

在本发明中，术语“重量份”表示本发明焊丝药皮中各组份相互之间的相对量，该“重量份”可以是绝对重量数(例如mg、g、或kg等)，亦可以是重量百分数(例如，重量％或wt％)。当然在以重量百分数(例如，重量％或wt％)计时，一个优选的实施方案是各组份之和为100％。

在本发明中，使用的各种配料是本领域公知的，例如大理石、萤石、钛白粉、石英、硅铁、钛铁、电解锰、金红石、金属铬等，以及钾钠水玻璃等物料都可以直接以其上述品名从市场购得。

在本发明中，术语“纯碱”是本领域公知的，其为碳酸钠。

本发明的焊条为一种碱性焊条，术语“碱性焊条”是本领域公知的，指焊条药皮中以碱性氧化物为主的焊条，与之对照的是“酸性焊条”，指焊条药皮中以酸性氧化物为主。

如本发明所使用的，硅铁(Ferric silicon)是铁和硅组成的铁合金。其通常是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金，其中的硅含量可以在较大的范围内变化，取决于具体的型号，尽管如以选择不同的组成，但是可以通过确定本发明药芯焊丝的总化学组成而选择适宜规格的硅铁。硅铁可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的硅铁均是从市场上购得的。

如本发明所使用的，钛铁(Ferro titanium)是含钛量为20％-27％的铁合金，其通常用作脱氧剂、除气剂，钛的脱氧能力大大高于硅、锰，并可减少钢锭偏析，改善钢锭质量，提高收得率。用作合金剂，是特殊钢种的主要原料，它可增大钢的强度、抗腐蚀性和稳定性。广泛用于不锈钢、工具钢等。并可改善铸铁性能，用于铸造工业以提高铸铁的耐磨性、稳定性、加工性等。钛铁又是钛钙型电焊条涂料的原料。钛铁中的钛含量可以在较大的范围内变化，取决于具体的型号，尽管如以选择不同的组成，但是可以通过确定本发明药芯焊丝的总化学组成而选择适宜规格的钛铁。钛铁可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的钛铁均是从市场上购得的。

如本发明所使用的，金红石是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95％以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。金红石在焊条药皮中是重要的造渣剂，是高档电焊条必须的原料之一，可以从市场上容易购得。

例如，如本发明所使用的石英、大理石、长石均具有本领域公知的含义，它们都是本领域技术人员在制备焊接材料中常用的矿物原料，并且均可以容易地从市场购得。

碳钢及低合金钢焊接接头形成冷裂纹的原因之一是焊接材料的扩散氢含量高所导致。因此准确、可靠地测定焊缝金属扩散氢含量对控制接头冷裂纹的产生尤为重要。本发明使用扩散氢分析仪(型号G4PHOENIX DH，品牌：布鲁克)测定焊材及焊缝中的扩散氢含量，该仪器配备快速加热的红外炉，并配置大尺径的样品管用于样品中氢的采样，测定结果准确，能够准确测定超低氢<5ml/100g，低氢5～10ml/100g等范围的扩散氢含量。已经发现，当向药皮粉料中加入3.3～6.7％纯碱(相对于大理石)，可以有效的使扩散氢降到3ml/100g以下，例如本发明实施例1-6所得焊条进行焊接时焊缝中的扩散氢含量(每个焊条试样所得焊接焊缝进行6次扩散氢含量测定所得结果的均值)均在1.74～2.42ml/100g范围内，例如实施例1所得焊条进行焊接时焊缝中的扩散氢含量为1.93ml/100g；而如果纯碱加入量小于3％(或不加)时扩散氢含量大于8ml/100g并且随着纯碱量越低扩散氢含量越大；但是纯碱用量在7％基础上继续增加时并不能更加有效的降低扩散氢含量，反而会造成熔渣覆盖率急剧下降，例如在实施例1中调节纯碱用量至9％时扩散氢含量1.67ml/100g但是熔渣覆盖率降至47％，药皮耐大电流性能也不理想。根据本发明的反比例碱性低氢型镍基合金焊条，其所用的镍基合金钢焊芯规格例如可以是Φ2.5mm、Φ3.2mm、Φ4.0mm、和Φ5.0mm。

根据本发明任一方面的任一实施方案，其中用于制备所述焊条的焊芯为Ni-Cr-Mo基焊丝，例如是典型的ERNiCrMo-3(SNi6625)焊丝。在本发明下文各实施例中，当使用这些焊芯制备焊条时，如未另外说明，使用的焊芯是ERNiCrMo-3(SNi6625)焊丝。

根据本发明的反比例碱性低氢型镍基合金焊条与现有技术相比，具有以下显著优点：1、焊接时电弧吹力柔和、稳定，飞溅少。2、焊道熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑。3、焊条药皮耐大电流性能好。

附图说明

图1：实施例1焊道照片；

图2：实施例2焊道照片；

图3：实施例3焊道照片；

图4：实施例4焊道照片；

图5：实施例5焊道照片。

具体实施方式

通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。

实施例1：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石15份、萤石30份、冰晶石5份、石英10份、钛白粉1份、金红石15份、云母2份、钛酸钾6份、长石5份、海藻酸钠0.5份、纯碱0.5份、硅铁2份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁8份、金属铬10份，粉料混合均匀；

(b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取20重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于Φ4.0mm焊芯上，焊条经12小时低温晾干后，经高温烘干，得到一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流110～160A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1，具体焊缝成型如图1所示。

实施例2：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石30份、萤石30份、冰晶石20份、石英2份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱1.5份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰18份；铌铁2份、金属铬2份，粉料混合均匀；

(b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取25重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于Φ2.5mm焊芯上，焊条经12小时低温晾干后，经高温烘干，得到一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流50～80A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1，具体焊缝成型如图2所示。

实施例3：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉5份、金红石10份、云母8份、钛酸钾6份、长石10份、海藻酸钠2份、纯碱1份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰9份；铌铁5份、金属铬5份，粉料混合均匀；

(b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取23重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于Φ3.2mm焊芯上，焊条经12小时低温晾干后，经高温烘干，得到一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流80～120A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1，具体焊缝成型如图3所示。

实施例4：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石25份、萤石20份、冰晶石20份、石英8份、钛白粉3份、金红石15份、云母2份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠1份、纯碱1.2份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬5份，粉料混合均匀；

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流110～160A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1，具体焊缝成型如图4所示。

实施例5：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石20份、萤石20份、冰晶石15份、石英5份、钛白粉5份、金红石10份、云母5份、钛酸钾6份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱0.75份、硅铁6份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬10份，粉料混合均匀；

(b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取24重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于Φ5.0mm焊芯上，焊条经12小时低温晾干后，经高温烘干，得到一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流140～180A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1，具体焊缝成型如图5所示。

实施例6：制备一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3

(a)以重量份计，取用大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠3份、纯碱0.9份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬2份，粉料混合均匀；

(b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取25重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于Φ4.0mm焊芯上，焊条经12小时低温晾干后，经高温烘干，得到一种反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3。

使用本实施例所得反比例碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3进行相应焊接，焊接电流110～160A。其焊接工艺性能优秀：电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑，药皮耐大电流性能好。其焊接工艺记录见表1。

表1、焊接工艺性记录

实施例

电弧稳定性

飞溅

熔渣覆盖率

脱渣性

焊缝成型

药皮耐大电流性能

1

稳定

细小

100％

优

2

稳定

细小

100％

优

3

稳定

细小

100％

优

4

稳定

细小

100％

优

5

稳定

细小

100％

优

6

稳定

细小

100％

优

以上实施例都具有操作性优异，优良的焊缝成形，焊缝金属具有良好的各项性能。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其是由下述重量份比例的粉料混合均匀，然后加入占混合粉料总重量的20～25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于镍基合金焊芯上再经干燥而成；所述粉料的重量份配比为：大理石15～30份、萤石5～30份、冰晶石5～20份、石英2～10份、钛白粉1～8份、金红石2～15份、云母2～8份、钛酸钾2～6份、长石5～15份、海藻酸钠0.5～3份、纯碱0.5～1.5份、硅铁2～6份、钛铁1～5份、电解锰6～18份；铌铁2～8份、金属铬2～10份。

2.根据权利要求1的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1～3倍、1.5～2.5倍、或1.6～2.3倍。

3.根据权利要求1的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的2～10％、3～8％、或3.3～6.7％。

4.根据权利要求1的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，其中所述镍基合金焊芯的规格为Ф2～5mm，例如包括但不限于Ф2.5mm、Ф3.2mm、Ф4.0mm和Ф5.0mm。

5.根据权利要求1的碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3，其特征在于，

所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石30份、冰晶石5份、石英10份、钛白粉1份、金红石15份、云母2份、钛酸钾6份、长石5份、海藻酸钠0.5份、纯碱0.5份、硅铁2份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁8份、金属铬10份；

所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石30份、冰晶石20份、石英2份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱1.5份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰18份；铌铁2份、金属铬2份；

所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉5份、金红石10份、云母8份、钛酸钾6份、长石10份、海藻酸钠2份、纯碱1份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰9份；铌铁5份、金属铬5份；

所述粉料的重量份配比为：大理石25份、萤石20份、冰晶石20份、石英8份、钛白粉3份、金红石15份、云母2份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠1份、纯碱1.2份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬5份；

所述粉料的重量份配比为：大理石20份、萤石20份、冰晶石15份、石英5份、钛白粉5份、金红石10份、云母5份、钛酸钾6份、长石15份、海藻酸钠3份、纯碱0.75份、硅铁6份、钛铁1份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬10份；或

所述粉料的重量份配比为：大理石15份、萤石5份、冰晶石20份、石英10份、钛白粉8份、金红石2份、云母8份、钛酸钾2份、长石5份、海藻酸钠3份、纯碱0.9份、硅铁6份、钛铁5份、电解锰6份；铌铁2份、金属铬2份。

6.制备碱性低氢型药皮的镍基焊条ENiCrMo-3的方法，其特征在于，该方法包括将下述重量份比例的粉料混合均匀，然后加入占混合粉料总重量的20～25％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于镍基合金焊芯上再经干燥，制得焊条；所述粉料的重量份配比为：大理石15～30份、萤石5～30份、冰晶石5～20份、石英2～10份、钛白粉1～8份、金红石2～15份、云母2～8份、钛酸钾2～6份、长石5～15份、海藻酸钠0.5～3份、纯碱0.5～1.5份、硅铁2～6份、钛铁1～5份、电解锰6～18份；铌铁2～8份、金属铬2～10份。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，其中所述萤石和冰晶石二者总量是大理石重量的1～3倍、1.5～2.5倍、或1.6～2.3倍。

8.根据权利要求6的方法，其特征在于，其中所述纯碱重量是大理石重量的2～10％、3～8％、或3.3～6.7％。

9.根据权利要求6的方法，其特征在于，其中所述镍基合金焊芯的规格为Ф2～5mm，例如包括但不限于Ф2.5mm、Ф3.2mm、Ф4.0mm和Ф5.0mm。

10.根据权利要求6的方法，其特征在于，