CN109719419A

CN109719419A - 一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法

Info

Publication number: CN109719419A
Application number: CN201811651233.2A
Authority: CN
Inventors: 徐亮
Original assignee: Suzhou Xinpu New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xinpu New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明公开了一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，包括：焊芯和药皮，所述药皮包裹在所述焊芯上，以质量分数表示，所述的焊芯的组成成分及含量为：C：≤0.19%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.80～1.30%，Mo：0.45～0.65%，Ni≤0.30%，Cr：0.15～0.35%，S≤0.005%，P：0.07%，N≤0.03%，V≤0.10%，Al≤0.03%，Cu≤0.15%，Nb≤0.01%；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％、Mo粉2～5％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％。通过上述方式，本发明一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法，该焊条的焊缝金属化学成分稳定、力学性能优异、熔敷金属具有极高的纯净度和均匀的晶粒度，同时保证较低的扩散氢含量和药皮超低吸潮性。

Description

一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法

技术领域

本发明涉及焊条领域，尤其是涉及一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法。

背景技术

能源问题是当今世界共同关注的焦点，我国正处于能源发展转型的重要战略机遇期。核电是我国清洁能源发展的生力军，具有“清洁、高效、安全、可持续”的综合优势。近年来，我国的核电发展策略从“适度发展”已经转变为“积极推进”。

目前我国压水堆核电技术类型主要有CPR1000、AP1000、CAP1400、HTR-PM600、ACP1000、EPR这几种，另外SMR小型核电也正在兴起，但是无论核电站技术类型如何演变，核岛部分如何改进，其常规岛部分的系统设计几乎没有大的变化，其唯一的变化是随着核电单机装机容量的不断增加，常规岛三大管道材料也跟着不断改进，从300MW的常规低合金钢管道演化到600MW的WB36，再到目前1000MW所用的WB36CN1和高温蒸汽管道20Cr管道。管道材料的不断改进带来的问题是对于焊接材料要求的不断提升，而焊缝性能往往要求高于管道母材自身的性能。核电项目建设与使用全寿命周期内焊接贯穿整个过程，从前期的装备制造到中期的现场安装，到后期维护和检测维修，我们的控铬钢焊材正式应用于核电百万千瓦机组常规岛及火电超超临界机组汽轮机厂房的主蒸汽管道和其他高温蒸汽管道的焊接。由于2011年日本因地震引发福岛核电站事故，近年来种种核电焊接质量问题越来越引起业界关注，为了提升焊缝质量，保证焊缝的使用寿命，对焊接材料的要求越来越高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法，能够提升焊缝质量，保证焊缝的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，包括：焊芯和药皮，所述药皮包裹在所述焊芯上，以质量分数表示，所述的焊芯的组成成分及含量为：C：≤0.19%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.80～1.30%，Mo：0.45～0.65%，Ni≤0.30%，Cr：0.15～0.35%，S≤0.005%，P：0.07%，N≤0.03%，V≤0.10%，Al≤0.03%，Cu≤0.15%，Nb≤0.01%；

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％、Mo粉2～5％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％。

在本发明一个较佳实施例中，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇10～30%、氧化铈40～60%、氧化镧25～40%。

在本发明一个较佳实施例中，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇25%、氧化铈45%、氧化镧30%。

一种碱性药皮铬钼合金钢焊条的制作方法，其特征在于，具体步骤包括：

（1）药皮的制备：将药皮各个成分在混料机内混合均匀后加入玻璃水搅拌，备用；

（2）焊芯的制备：依次经过盘条、退火、校直、打磨、水洗、酸洗、水洗后抹干、抛光后切割成焊芯；

（3）焊条制备：将步骤（1）的药皮涂在步骤（2）的焊芯上，然后依次经过风干、烘干、晾干后包装入库。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中在抛光后采用LECO碳水分析仪对焊芯表面进行碳水等有机物分析，若合格则进行切割成焊芯，若不合格，则对焊芯表面有机物进行控制，继续执行水洗，及其后面的步骤，直至焊芯表面进行碳水等有机物分析合格。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中将药皮涂在焊芯上后进行印刷标识。

本发明的有益效果是：本发明一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法，该焊条的焊缝金属化学成分稳定、力学性能优异、熔敷金属具有极高的纯净度和均匀的晶粒度，同时保证较低的扩散氢含量和药皮超低吸潮性。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，包括：焊芯和药皮，所述药皮包裹在所述焊芯上，以质量分数表示，所述的焊芯的组成成分及含量为：C：≤0.19%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.80～1.30%，Mo：0.45～0.65%，Ni≤0.30%，Cr：0.15～0.35%，S≤0.005%，P：0.07%，N≤0.03%，V≤0.10%，Al≤0.03%，Cu≤0.15%，Nb≤0.01%。

在适当增加Mo元素含量的前提下，合理调整C、Mn、Cr及对其他微量元素含量的控制，并对焊芯杂质（S、P）含量进行了严格的控制。

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％、Mo粉2～5％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％，药皮配方当中添加合金化元素使得非稀释区熔敷金属中Cr含量在一个稳定的范围内，同时添加Mo元素，使得材料在经过620℃/3~9h高温热处理之后仍然具有优异的抗拉强度和冲击韧性。

药皮配方当中还大量采用低氢和抑氢成分，使得熔敷金属扩散氢含量大为降低，对于粉料采用X萤光光谱分析仪进行成分分析。

所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇10～30%、氧化铈40～60%、氧化镧25～40%。

本实施例中，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇25%、氧化铈45%、氧化镧30%。

一种碱性药皮铬钼合金钢焊条的力学性能指标：焊态：规定非比例延伸强度为695Mpa，抗拉强度为755Mpa，27%；热处理条件620℃/9h：规定非比例延伸强度为640Mpa，抗拉强度为710Mpa，25%。

冲击韧性及硬度指标：焊态：20℃时冲击韧性典型值为170J，0℃时冲击韧性典型值为125J，-20℃时冲击韧性典型值为120J，硬度典型值为175HB；热处理条件620℃/3~9h：20℃时冲击韧性典型值为200J，0℃时冲击韧性典型值为165J，-20℃时冲击韧性典型值为160J，硬度典型值为175HB。

所述步骤（2）中在抛光后采用LECO碳水分析仪对焊芯表面进行碳水等有机物分析，若合格则进行切割成焊芯，若不合格，则对焊芯表面有机物进行控制，继续执行水洗，及其后面的步骤，直至焊芯表面进行碳水等有机物分析合格，采用LECO碳水分析仪对焊芯表面进行碳水等有机物分析使得生产性带入碳水等有机物得到有效控制，有效保证了熔敷金属扩散氢含量和超低药皮吸潮性。

所述步骤（3）中将药皮涂在焊芯上后进行印刷标识。

与现有技术相比，本发明一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法，该焊条的焊缝金属化学成分稳定、力学性能优异、熔敷金属具有极高的纯净度和均匀的晶粒度，同时保证较低的扩散氢含量和药皮超低吸潮性。

对焊芯表面有机物及药皮当中的致氢元素进行了有效控制，使得非稀释区熔敷金属扩散氢含量及药皮吸潮性优秀。

采用控制熔敷金属扩散氢技术，熔敷金属具有极高的纯净度和超细晶粒度，具有优异的力学性能，尤其低温冲击韧性的提高，创新性地增加了控制焊芯碳水等有机物含量等新技术新工艺，有效保证了熔敷金属扩散氢含量和超低药皮吸潮性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，包括：焊芯和药皮，所述药皮包裹在所述焊芯上，其特征在于，以质量分数表示，所述的焊芯的组成成分及含量为：C：≤0.19%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.80～1.30%，Mo：0.45～0.65%，Ni≤0.30%，Cr：0.15～0.35%，S≤0.005%，P：0.07%，N≤0.03%，V≤0.10%，Al≤0.03%，Cu≤0.15%，Nb≤0.01%；

2.根据权利要求1所述一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，其特征在于，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇10～30%、氧化铈40～60%、氧化镧25～40%。

3.根据权利要求2所述一种碱性药皮铬钼合金钢焊条，其特征在于，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇25%、氧化铈45%、氧化镧30%。

4.一种碱性药皮铬钼合金钢焊条的制作方法，其特征在于，具体步骤包括：

药皮的制备：将药皮各个成分在混料机内混合均匀后加入玻璃水搅拌，备用；

焊芯的制备：依次经过盘条、退火、校直、打磨、水洗、酸洗、水洗后抹干、抛光后切割成焊芯；

焊条制备：将步骤（1）的药皮涂在步骤（2）的焊芯上，然后依次经过风干、烘干、晾干后包装入库。

5.根据权利要求4所述一种碱性药皮铬钼合金钢焊条的制作方法，其特征在于，所述步骤（2）中在抛光后采用LECO碳水分析仪对焊芯表面进行碳水等有机物分析，若合格则进行切割成焊芯，若不合格，则对焊芯表面有机物进行控制，继续执行水洗，及其后面的步骤，直至焊芯表面进行碳水等有机物分析合格。

6.根据权利要求4所述一种碱性药皮铬钼合金钢焊条的制作方法，其特征在于，所述步骤（3）中将药皮涂在焊芯上后进行印刷标识。