CN112496594A - 一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条及其制备方法，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯由包括如下重量百分比的组分制成：C 0.001‑0.080wt％，Mn 0.35‑0.60wt％，Si 0.001‑0.030wt％，S 0.001‑0.010wt％，P 0.001‑0.010wt％；所述的药皮的重量为所述的焊芯重量的32‑42％。本发明所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条克服该种类焊条在焊接散热器等构件时容易出现的弧坑微裂纹现象，该焊条具有优良焊接工艺性：熔渣流动性好、电弧稳定、飞溅小、脱渣容易、成型美观等，同时具有优良的塑性和韧性。

Description

一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料领域，尤其是涉及一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条及其制备方法。
背景技术
12CrMoV低合金耐热钢广泛应用于高温高压锅炉、石油裂化设备、高温合成化工机械等工作温度在540℃以下的领域中。这些领域的设备中需要焊接大量的散热装置。而散热装置的结构特点是焊缝很短，需要频繁进行起弧和收弧，此过程中极易引起收弧端的弧坑微裂纹。一旦出现弧坑微裂纹现象必须要将微裂纹彻底清除才能够保证散热装置的产品质量，因此对被焊接工件乃至整体设备的安全造成一定的隐患。同时增加了焊工的工作量，延长了工作时间造成生产成本的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯由包括如下重量百分比的组分制成：C 0.001-0.080wt％，Mn 0.35-0.60wt％，Si 0.001-0.030wt％，S 0.001-0.010wt％，P 0.001-0.010wt％；所述的药皮的重量为所述的焊芯重量的32-42％。
进一步，所述的药皮由包括如下重量百分比的组分制成：大理石34.0-46％，萤石16.0-26.0％，硅微粉4.5-7.5％，天然金红石4.5-7.5％，电解锰2.5-3.8％，CMC 0.6-1.0％，低硅硅铁3.5-5.5％，金属铬2.5-4.0％，钼粉1.1-1.8％，铁粉7.5％-12.0％，氧化锆1.5-2.5％，石墨3.7-0.62％，钒铁0.9-1.5％，钛铁1.5-2.5％。
优选的，所述的药皮由包括如下重量百分比的组分制成：大理石37.0-43％，萤石18.0-24.0％，硅微粉5.0-7.0％，天然金红石5.0-7.0％，电解锰2.5-3.5％，CMC 0.7-0.9％，低硅硅铁3.7-5.1％，金属铬2.7-3.5％，钼粉1.2-1.6％，铁粉8.0-11.0％，氧化锆1.7-2.3％，石墨0.40-0.6％，钒铁1.0-1.4％，钛铁1.7-2.3％。
所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，包括如下步骤：将药皮的各组分混合均匀，加入重量为混合粉重量的18-24％的水玻璃混合均匀，将湿拌完的药粉经过制锭后送入油压机内将其裹附于焊芯上，经过夹持端和引弧端的磨削后成形，经过低温、中温和高温焊条专用烘烤炉的烘烤，得到所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条。
进一步，所述的混合步骤采用油压式焊条生产设备；优选的，所述的混合步骤采用V型搅拌机。
进一步，所述的混合粉重量公差小于0.02％。
进一步，所述的水玻璃的浓度为41.5-42.5Be°；所述的水玻璃为钾钠比为2-3:1的钾钠混合水玻璃。
进一步，所述的烘烤步骤的低温烘焙温度为50-70℃，中温烘焙温度为100-150℃，高温烘焙温度为360-380℃。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条克服该种类焊条在焊接散热器等构件时容易出现的弧坑微裂纹现象，该焊条具有优良焊接工艺性：熔渣流动性好、电弧稳定、飞溅小、脱渣容易、成型美观等，同时具有优良的塑性和韧性，在540℃以下有良好的持久强度、热稳定性和抗蠕变能力，通过对产品配方中各种原材料的优化组合，并严格把控材料中容易引起焊缝弧坑微裂纹的各种有害元素，使该焊条在保持其它优良的性能的前提下具有优良的抗弧坑微裂纹性能，特别是提高了焊接散热装置时的焊接质量，减少了因焊接引起的安全隐患。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯的各组分配比如表1所示，所述的药皮的各组分配比如表2所示。
所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，包括如下步骤：将药皮的各组分用V型搅拌机干混合均匀后，加入重量为混合粉重量的20％的水玻璃混合均匀，将湿拌完的药粉经过制锭后送入油压机内将其裹附于焊芯上，经过夹持端和引弧端的磨削后成形，经过低温60℃、中温120℃和高温360℃焊条专用烘烤炉的烘烤，得到所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条。
实施例2
一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯的各组分配比如表1所示，所述的药皮的各组分配比如表2所示。
所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法同实施例1。
实施例3
一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯的各组分配比如表1所示，所述的药皮的各组分配比如表2所示。
所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法同实施例1。
实施例4
一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯的各组分配比如表1所示，所述的药皮的各组分配比如表2所示。
所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法同实施例1。
表1 焊芯的各组分配比
Figure BDA0002795142610000051
表2 药皮的各组分配比
Figure BDA0002795142610000052
按行业常规方法测试实施例1-4制备得到的焊条熔敷金属力学性能结果见表3。
表3 熔敷金属焊态力学性能(熔敷金属经735℃，保温120min回火处理)
Figure BDA0002795142610000061
按行业常规方法测试实施例1-4制备得到的焊条熔敷金属化学成分结果见表4。
表4 熔敷金属化学成分(重量百分比)
C S Mn P Si Cr Mo V
实施例1 0.072 0.010 0.72 0.015 0.19 1.33 0.59 0.23
实施例2 0.068 0.0084 0.68 0.013 0.18 1.25 0.54 0.19
实施例3 0.067 0.0063 0.63 0.010 0.18 1.16 0.49 0.16
实施例4 0.065 0.0052 0.57 0.008 0.17 1.05 0.45 0.14
模拟锅炉行业锅炉散热装置的装配特性，进行焊后弧坑微裂纹检测，检测方法采用无损磁粉探伤或渗透无损探伤。实施例1-4制备得到的焊条弧坑微裂纹抗裂性能检测结果见表5。
表5 弧坑微裂纹抗裂试验结果
抗裂试验结果
实施例1 无任何裂纹产生
实施例2 无任何裂纹产生
实施例3 无任何裂纹产生
实施例4 无任何裂纹产生
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，其特征在于：该焊条由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，所述的焊芯由包括如下重量百分比的组分制成：C 0.001-0.080wt％，Mn0.35-0.60wt％，Si0.001-0.030wt％，S 0.001-0.010wt％，P 0.001-0.010wt％；所述的药皮的重量为所述的焊芯重量的32-42％。
2.根据权利要求1所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，其特征在于：所述的药皮由包括如下重量百分比的组分制成：大理石34.0-46％，萤石16.0-26.0％，硅微粉4.5-7.5％，天然金红石4.5-7.5％，电解锰2.5-3.8％，CMC 0.6-1.0％，低硅硅铁3.5-5.5％，金属铬2.5-4.0％，钼粉1.1-1.8％，铁粉7.5％-12.0％，氧化锆1.5-2.5％，石墨3.7-0.62％，钒铁0.9-1.5％，钛铁1.5-2.5％。
3.根据权利要求2所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条，其特征在于：所述的药皮由包括如下重量百分比的组分制成：大理石37.0-43％，萤石18.0-24.0％，硅微粉5.0-7.0％，天然金红石5.0-7.0％，电解锰2.5-3.5％，CMC 0.7-0.9％，低硅硅铁3.7-5.1％，金属铬2.7-3.5％，钼粉1.2-1.6％，铁粉8.0-11.0％，氧化锆1.7-2.3％，石墨0.40-0.6％，钒铁1.0-1.4％，钛铁1.7-2.3％。
4.权利要求1-3任一项所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将药皮的各组分混合均匀，加入重量为混合粉重量的18-24％的水玻璃混合均匀，将湿拌完的药粉经过制锭后送入油压机内将其裹附于焊芯上，经过夹持端和引弧端的磨削后成形，经过低温、中温和高温焊条专用烘烤炉的烘烤，得到所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条。
5.根据权利要求4所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，其特征在于：所述的混合步骤采用油压式焊条生产设备；优选的，所述的混合步骤采用V型搅拌机。
6.根据权利要求4所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，其特征在于：所述的混合粉重量公差小于0.02％。
7.根据权利要求4所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，其特征在于：所述的水玻璃的浓度为41.5-42.5Be°；所述的水玻璃为钾钠比为2-3:1的钾钠混合水玻璃。
8.根据权利要求4所述的抗弧坑微裂纹的低合金耐热焊条的制备方法，其特征在于：所述的烘烤步骤的低温烘焙温度为50-70℃，中温烘焙温度为100-150℃，高温烘焙温度为360-380℃。
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