CN112809242A - 固溶强化型耐热合金c-hra-2焊接用焊条 - Google Patents

Abstract

一种固溶强化型耐热合金C‑HRA‑2焊接用焊条，属于耐热合金焊接材料技术领域。由焊芯和药皮组成，焊芯成分重量百分数为：焊芯成分重量百分数为：C:0.06‑0.12％，Si＜1.0％；Mn＜1.0％，P≤0.015％，S≤0.001％，Cr:20‑22％，Co:10‑13％，Mo:8.1‑8.8％，W:0.1‑1.0％，N≤0.002％，O≤0.002％，余量为Ni及不可避免的杂质元素；药皮组成为：大理石、萤石、冰晶石、碳酸锶、电解锰、纯碱、氟铝酸盐、金属铬粉、金属钼粉。优点在于，焊接时电弧稳定、全位置操作性好、脱渣性好、焊条不尾红、焊缝成形美观且熔敷金属具有与母材相近的高强度、高韧性，优良的抗裂纹敏感性。

Description

固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，特别是涉及一种固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条。焊条配套用于纯固溶强化型耐热合金C-HRA-2 的焊接。焊接时电弧稳定、飞溅少、全位置操作性好、脱渣性好、焊条不尾红、焊缝成形美观且熔敷金属具有与母材相近的高强度、高韧性，较高的持久强度，优良的抗裂纹敏感性，特别是抗应变时效裂纹敏感性。

背景技术

提高火电机组蒸汽参数(温度和压力)是提高燃煤发电热效率和实现节煤减排的最重要途径。但是，制约火电机组向更高参数发展的最大“瓶颈”问题是更高等级的耐热材料及其工程焊接。国家能源局已正式批复大唐山东郓城630℃超超临界燃煤电站国家电力示范项目，是世界首台蒸汽参数最高的火电机组，将于2020年底前全面开工，其锅炉集箱和主蒸汽管道等最高温度段所选耐热材料是目前世界范围内工程上唯一可选材料

马氏体耐热钢。G115钢是本发明人团队历时十余年自主研发、可用于630-650℃蒸汽参数的一种新型马氏体耐热钢(专利号：ZL 201210574445.1)，经材料研发单位－钢厂－管厂－锅炉厂－汽机厂－电建公司－配管厂－焊材厂等电站建设全链条单位共同参与、协同攻关，于2020年6月彻底攻克了制约G115钢工程化应用最后一个难题－大口径厚壁管(工程应用最大壁厚120mm)的工程焊接问题，目前国内已具备G115锅炉管批量、稳定工程供货条件。通过牵头组织G115钢工程应用研究，期间历经无数次失败，积累了非常宝贵的工程经验和教训，更让我们认识到：自主研发的新材料要想获得工程应用，必须解决工程焊接问题，包括配套焊材开发和焊接工艺。

为引领世界火电技术发展，进一步降低煤耗、提高热效率，我国几大电力集团正积极论证650-700℃先进超超临界燃煤火力发电技术。在国家科技部和能源局领导和组织下，我国已成功构建了自主可控的 630-700℃超超临界燃煤锅炉材料体系，其中纯固溶强化型镍基耐热合金

(专利号：ZL 2015 1 0813308.2)和

(专利号：ZL2014 1 0095587.9)分别是未来650℃和700℃超超临界燃煤电站锅炉管道的候选材料之一，并完成了电站锅炉建设所需新型耐热材料基本全部尺寸规格锅炉管的工业制造，为我国超650℃超超临界电站锅炉选材提供了坚实的材料基础。

合金是在

(对标Inconel 617B)合金基础上，通过去除γ′相(Ni₃(Al,Ti))形成元素Al和Ti，自主开发的纯固溶强化型镍基耐热合金，已初步具备市场准入评审条件。 (刘正东，陈正宗等.630-700℃超超临界燃煤电站耐热管及其制造技术进展[J].金属学报,2020,56(4):539-547)。

在电站建设和锅炉安装过程中，管道与管道之间的连接是通过焊接实现的，因此，焊接接头的性能优劣直接关系到电站能否安全可靠运行。镍基合金成分体系复杂，基体中添加元素种类较多，与铁素体系或奥氏体系耐热钢相比，其焊接裂纹敏感性较高，极易出现焊接裂纹。研究表明：一般镍基合金易出现热裂纹和再热裂纹，细分为四类：结晶裂纹、液化裂纹、失塑裂纹和应变时效裂纹。其中热裂纹分为结晶裂纹和液化裂纹，再热裂纹主要是指应变时效裂纹。液化裂纹和结晶裂纹形成机理相同，是由于晶间存在脆弱低熔相或共晶，在焊接热循环过程中承受较高应力作用而开裂。两者的区别在于结晶裂纹是液态焊缝金属在凝固过程中形成，而液化裂纹则是由于固态的母材在热循环的峰值温度作用下使晶间层重新熔化后形成的。应变时效裂纹一般在沉淀析出强化高温合金的焊接后进行时效处理时或者焊后在高温使用时产生。当镍基合金基体中含有Al和Ti元素时，其基体内部由于γ′相(Ni₃(Al,Ti))的大量析出得以强化，而晶界强度在高温环境时一般低于晶内强度，造成晶界弱化，易使晶界发生塑性变形，增加了应变时效裂纹产生倾向，当晶界的实际变形量超过其塑性变形能力就会产生应变时效裂纹，因此，应变时效裂纹与析出相的析出速率和数量密切相关。(余磊，曹睿.镍基合金焊接裂纹研究现状[J].DOI 10.11900/0412.1961.2020.00200)

欧洲于1998年开始700℃超超临界电站选材研究，并在德国E.ON Scholven电厂建立700℃试验平台，通过该平台对Inconel 617改型合金 (Inconel 617B，也称CCA 617)大口径厚壁管道近两年时间考核，发现其焊接热影响区出现了环向裂纹。研究表明，环向裂纹出现于焊接接头处，沿晶扩展，是由于服役期间析出物(主要是γ′相)聚集造成局部残余应力过高，属于应变时效裂纹，也称应力松驰裂纹。Inconel 617(UNS N06617)及其改进型合金常用焊材为专用匹配焊条(AWS A5.11： ENiCrCoMo-1，ISO 14172ENi6117和GB/T 13814：ENi6117)和焊丝(AWS A5.14：ERNiCrCoMo-1，ISO 18274SNi6117和GB/T 15620：SNi6117)。Inconel 617专用匹配焊条焊芯成分按质量百分比为：C 0.05-0.15％；Si≤ 1.0％；Mn≤3.0％；S≤0.015％；P≤0.020％；Cr 20.0-26.0％；Co 9.0- 15.0％；Mo 8.0-10.0％；Nb≤1.0％；Al≤1.5％；Ti≤0.6％；Cu≤0.5％； Fe≤5.0％；Ni≥45.0％。Inconel 617专用匹配焊丝成分按质量百分比为： C 0.05-0.15％；Si≤1.0％；Mn≤1.0％；S≤0.015％；P≤0.03％；Cr 20.0- 24.0％；Co 10.0-15.0％；Mo 8.0-10.0％；Al 0.8-1.5％；Ti≤0.6％；Cu≤ 0.50％；Fe≤3.0％；余量为Ni。可见，Inconel 617(UNS N06617)专用匹配焊条和焊丝中都含有γ′相(Ni₃(Al,Ti))形成元素Al和Ti，极易导致焊接接头应变时效裂纹。为改善Inconel 617及其改进型合金焊接接头的应变时效裂纹，可通过焊后进行去应力退火热处理(980℃/3h/AC)减缓，但难以从根本上消除(见van Wortel等人文献)，因此，若采用ENiCrCoMo-1和ER NiCrCoMo-1焊材焊接纯固溶强化型耐热合金 C-HRA-2钢管，不仅大大增加了电站建造成本和时间，而且难以从根本上消除焊接接头出现应变时效裂纹，从工程应用角度看，有必要针对纯固溶强化型耐热合金C-HRA-2物理冶金特点，开发出专用的匹配焊材。

专利CN 110340566 A“一种镍基焊条及其制备方法和应用”，焊芯为镍基合金，其化学成分质量百分比为C 0.02-0.09％；Si 0.2-0.9％；Mn 2.5～4.5％；S≤0.01％；P≤0.01％；Mo 5.2-9.2％；Nb 0.6-2.0％；W 1.2- 2.2％；Cu≤0.5％和余量为Ni；Cr和Fe元素通过药皮过渡，用于焊接液化天然气储罐。

专利CN 102941397 B“一种镍基合金的钨极氩弧焊焊接方法”，焊材选取：选用符合要求的焊丝，其元素的成分质量百分比为C≤0.2％；Mn ≤0.25％；Si≤0.5％；Cu≤0.1％；Al 1.5～2.4％；Ti 0.1～0.2％；Ni≥58％； Cr 21-25％；余量为Fe；用于焊接Inconel 601镍基合金。

专利CN 106425160 B“一种用于焊接UNS N10276镍基合金的镍基焊条及其制备方法”，焊芯为镍基合金，其化学成分质量百分比为C≤ 0.015％；；Si≤0.15％；Mn≤0.50％；S≤0.010％；P≤0.015％；Cr 15.0- 17.0％；Mo 15.0-17.0％；W 3.0-4.5％；Fe 4.0-7.0％；余量为Ni及不可避免的杂质；用于焊接UNS N10276镍基合金。

专利CN 102430876 B“一种镍铬钼合金钢焊接用镍基电焊条”，焊芯为镍基合金，其化学成分质量百分比为Ni 50.0-68.0％；Cr 18.0-23.0％； Mo 6.0-11.0％；Nb 3.0-6.0％；Fe 2.50-9.00％；C 0.01-0.1％；Si 0.010- 0.10％；Mn 0.010-1.00％；S≤0.015％；P≤0.015％；Cu 0.01-0.10％； Co 0.003-0.010％；余量为杂质；主要用于镍铬钼合金钢，特别是焊接 UNS N06625镍基合金。

上述焊条存在熔敷金属化学成分、力学性能等与母材纯固溶强化型耐热合金C-HRA-2的匹配性差等无法克服的技术难题。国家能源局正规划650℃超超临界示范电站，新型镍基耐热合金C-HRA-2是650℃超超临界示范机组相关管道的候选材料之一，研发与新型镍基耐热合金 C-HRA-2匹配的、低成本、抗裂纹敏感性高的新型焊条对于我国自主研发的C-HRA-2耐热合金的工业推广应用，推动国家清洁煤电战略布局，引领世界火电技术，具有重要的战略意义和工程价值。因此，发明一种固溶强化型新型耐热合金C-HRA-2专用配套焊条迫在眉捷。

发明内容

本发明目的在于提供一种固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条，克服现有技术所存在的不足。达到了在对C-HRA-2合金进行焊接、其焊接熔敷金属不但具有与母材相近的化学成分，而且具有与母材相匹配的优异强度-韧性匹配、高的持久强度和优良的抗裂纹敏感性能，特别是抗应变时效裂纹；用于对C-HRA-2合金焊接可充分发挥母材的优良性能，焊接时电弧稳定、飞溅少、全位置操作性好、脱渣性好、焊缝成形美观、不尾红、抗裂纹敏感性能强。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的焊条包括焊芯，以及裹覆于焊芯表面的药皮，关键在于以重量百分比计，焊芯成分重量百分数为：C:0.06-0.12％，Si＜1.0％；Mn ＜1.0％，P≤0.015％，S≤0.001％，Cr:20-22％，Co:10-13％，Mo:8.1-8.8％， W:0.1-1.0％，N≤0.002％，O≤0.002％，余量为Ni及不可避免的杂质元素；以上焊芯中各成分的总量为100％；药皮组成及成份重量百分比为：大理石35～50％；萤石20～30％；冰晶石10～16％；碳酸锶5～16％；电解锰0.5～3％；纯碱0.5～1.5％；氟铝酸盐0.5～1.0％；金属铬粉1～3％；金属钼粉0.5～3％；将上述成份的粉料按比例混合均匀后，加入总混合料成分重18％～30％的粘结剂搅拌混合均匀；然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温及高温烘焙，即成；药皮重量系数K为 35～55％。

上述大理石中CaCO₃含量≥96％，萤石中CaF₂含量≥96％，冰晶石K₃AlF₆≥99％；碳酸锶中SrCO₃≥98％；电解锰中Mn≥99.5％，纯碱中Na₂CO₃≥99％；氟铝酸盐为化学纯；金属铬粉中Cr≥98％；金属钼粉中Mo≥98％；以上各成分均以重量百分比计。

所述加入总成份重16％～25％的粘结剂为钾钠水玻璃，其模数 2.5～3.0，浓度为35°～45°。

所述的低温烘焙温度为105-115℃，时间2-4小时；高温烘焙温度为 290-310℃，时间1-3小时。

本发明原理如下：

焊接考虑的两方面：一方面是针对C-HRA-2合金物理冶金特点匹配熔敷金属(焊缝)特性；另一方面是提高焊接过程工艺性，特别是降低抗应变时效裂纹敏感性。

焊条包括焊芯及裹敷其上的药皮。焊芯有两个作用：一是传导电流，产生焊接电弧；二是焊芯本身熔化形成焊缝中的填充金属。由于焊芯在电弧高温作用下端部熔化，形成熔滴过渡至熔池中，焊芯的化学成分和性能直接影响焊缝的性能与质量。

焊芯主要考虑因素：熔敷金属成分和力学性能与母材匹配，并具有良好的冲击韧性、高温强度性能及优良的抗裂纹敏感性，特别是抗应变时效裂纹敏感性，降低焊芯电阻率，更重要的是675℃/10⁵小时持久强度外推值高于100MPa。因此，在设计焊芯成分时，考虑焊接过程烧损，考虑如下：

C：焊芯中C含量越高，焊缝出现气孔和裂纹的倾向越大。同时在液态金属中由于碳氧化形成的大量CO，还会增大飞溅，或在焊缝中形成气孔。因此，本发明焊条焊芯中C含量控制0.06-0.12％。

Cr：其作用主要有三个方面：一是起溶于基体，起固溶强化作用；二是易形成Cr₂O₃氧化膜，提高抗高温氧化和腐蚀性能；三是形成M₂₃C₆型碳化物，起析出强化作用。虽然提高Cr含量有利于高温抗腐蚀性能，但Cr含量过高会降低持久强度，同时Cr元素会强烈提高电阻率，通过药皮过渡部分Cr元素，以达到焊芯低的电阻率，焊条不尾红。因此本发明焊条焊芯中Cr含量控制20-22％。

Co：它的主要作用是固溶强化，这是因为Co元素可降低γ基体的堆垛层错能。层错能降低，层错出现的几率就增大，使得位错的交滑移更加困难，这样变形就需要更大的外力，表现为强度的提高，并且层错能降低，蠕变速率降低，蠕变抗力增加。此外，在多晶合金中，Co还可以增加Cr、Mo、W、C在γ基体中的溶解度，进一步增强固溶强化效果。因此本发明焊条焊芯中，将Co含量控制在10～13％。

Mo和W：它们都是难熔元素，其原子半径与Ni的相差较大，添加这些元素可提高原子间结合力、再结晶温度和扩散激活能，从而有效地提高合金的持久强度。另外，较高的Mo易促进TCP有害相的形成，如μ相。在论及W与Mo这两个元素的作用时，人们常注意它们共性的一面，但仔细对比研究表明，这两个元素的作用是不等价的。W比Mo元素有更低的热扩散系数，固溶强化效果更强。W凝固过程易偏析在枝晶干区域，而Mo易偏析于枝晶间区域。熔敷金属中添加过量的Mo和W，短时固溶强度较高，但长时会形成有害相，如金属固溶体、μ相、Laves 相等，从而影响长时时效后组织稳定性及冲击韧性。因此，获得熔敷金属基体固溶强度最大化不只是单单添加固溶强化元素的含量越多越好，必须考虑Ni基体的固溶度，同时考虑C、Co和Cr元素匹配，以达到最佳固溶强度的目的。本发明合金Mo元素含量控制为8.1～8.8％。为与Mo 相互配合达到最大固溶强化效果，同时熔敷金属中不出现偏析，W元素控制在0.1-1.0％。

O和N：高温使用的耐热合金，服役温度超过等强温度，晶界析出相(M₂₃C₆碳化物)处易出现早期失效。B元素易偏聚于晶界，进入M₂₃C₆碳化物中取代部分C原子，进而延缓碳化物长大和粗化，提高组织稳定性。B在熔池金属凝固过程中与N易结合为BN，若N含量过高，可能会与形成粗大的BN颗粒，在本身弱化合金的强韧性的同时，还将消耗用于晶界强化的B元素，从而严重损害熔敷金属的高温持久强度。考虑母材中含有B元素，焊条中也添加B元素，同时B元素烧损及手电弧焊接时可能增N。因此，本发明焊条焊芯中N含量控制在≤0.0025％；而O 含量控制在≤0.0025％。

焊芯中S、P及五害元素对持久强度和持久塑性影响较大，因此也尽可能的最低，分别控制P:≤0.015％；S:≤0.001％；Pb:≤0.001％；Sb:≤ 0.001％；Sn:≤0.001％；Bi:≤0.0001％；As:≤0.001％。

焊条药皮的作用是在焊接过程中形成具有合适的熔点、黏度、密度、碱度等物理化学性能的熔渣，保证电弧稳定、使熔敷金属容易过渡，在电弧区和熔池周围造成一种气氛、保护焊接区域、获得良好的焊缝成形与性能等。此外，还可向药皮中加入脱氧剂和合金元素，满足焊缝金属使用性能或提高熔敷效率。良好的药皮组成可增大其塑性和透气性，散发电阻热，使焊条不尾红。

焊条药皮主要考虑稳弧、造渣、脱氧、造气、合金化、粘接和成形共七个方面，涉及焊接电弧稳定性、焊缝成形、焊接位置适应性、焊接飞溅及敷效率、脱渣性等。

大理石：主要成分为CaCO₃，在电弧热的作用下分解成CaO和CO₂气体，CaO是碱性氧化物，能提高熔渣的硬度，稳定电弧、细化熔滴，增加熔渣表面张力和熔渣-金属之间表面张力，具有脱S、脱P作用，提高熔敷金属的抗裂纹能力，对液态金属起到渣作用的作用；CO₂气体能降低电弧气氛中的氢分压，减小焊缝氢含量，对焊接区起气保护作用。但是CaCO₃过多时，不但粗化熔滴，而且分解CO₂气体的过程急剧便会产生爆炸飞溅，所以本发明焊条药皮中大理石含量控制在35～50％。

萤石：主要成分为CaF₂，属于碱性氟化物，一定量的萤石可以降低液态金属的表面张力，提高熔渣的流动性，降低焊缝气孔，改善熔渣的物理性能，对焊缝成形，脱渣等起关键作用，也是降低焊缝中氢含量的主要材料；但焊接过程中萤石分解，会产生有害气体－氟化氢，造成电弧不稳定，因此需严格控制其含量，并保持大理石/氟化物＝1.7～2.0，因此，本发明焊条药皮中萤石含量控制在20～30％。

冰晶石：具有造渣，调节熔渣熔点，提高焊条工艺性能的作用。本发明焊条药皮中冰晶石控制10～16％。

碳酸锶：与大理石配合作用，调整熔渣物理性能，造气保护熔池，促进熔滴过渡，提高焊接工艺性。本发明焊条药皮中碳酸锶含量控制在 5～16％。

电解锰：可起到脱硫、脱氧的作用，还可以向焊缝过渡(渗入)Mn 元素、提高焊缝强度。本发明焊条药皮中电解锰含量控制在0.5～3％。

纯碱：改善焊条的压涂性能，同时具有稳弧作用，但是加入量过多，则导致药皮易吸潮。本发明焊条药皮中纯碱0.5～1.5％。

氟铝酸盐：稳定电弧，改善焊条焊接工艺，其含量过高，药皮吸潮性增加，含量低时，作用不明显。本发明焊条药皮中氟铝酸盐控制 0.5～1.0％；

金属铬粉：Cr和Fe强烈提高电阻率，本发明焊芯中不含Fe元素，部分Cr元素通过药皮向熔覆金属中过渡，以提高焊缝抗蒸汽腐蚀性和强度，降低焊芯中Cr含量，降低焊芯电阻率，通过与药皮匹配，焊条不尾红。

金属钼粉：Mo元素对电阻率影响小，部分Mo元素通过药皮向熔覆金属中过渡，以提高固溶强度，降低焊芯中Mo含量，降低偏析倾向。

粘结剂为钾钠水玻璃。水玻璃俗称泡花碱，学名碱金属硅酸盐，反映水玻璃特性的有模数，浓度和黏度。由于水玻璃中含有钾、钠等低电离电位元素，除起粘结作用外，还可以起到稳弧作用，而且粘接剂在焊接过程中也参与冶金反应，本发明焊条药皮中钾钠水玻璃选择高模数 (2.5～3.0)，浓度35°～45°。

本发明具有的优点和有益效果：本发明纯固溶强化型耐热合金 C-HRA-2焊接用焊条通过上述焊芯成分与药皮各组份合理匹配，作为一个整体，从而实现本发明的目的。对新型耐热合金C-HRA-2进行焊接，焊接熔敷金属基体组织为单一奥氏体组织；焊缝熔敷金属成分不但具有与母材相近的化学成分，而且具有与母材相匹配的优异力学性能和高持久强度、优良的冲击韧性和优良的抗裂纹性能，特别是抗应变时效裂纹敏感性；焊接接头室温冲击功≥120J；室温下抗拉强度R_m≥720MPa，屈服强度R_p0.2≥420MPa，伸长率≥35％；熔敷金属675℃/10⁵小时持久强度外推值高于100MPa；且焊接时电弧稳定，飞溅少，全位置操作性好，脱渣性好，焊缝成形美观，焊条不尾红，提高焊接效率和焊材使用率，成本比现有ENiCrCoMo-1焊条低15-20％。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例焊芯成分的质量百分比见下表：

元素	C	Si	Mn	P	S	Cr	Co	Mo	W	B	Cu	N	O	Ni
															wt.％	0.13	0.5	0.8	0.010	0.001	20.0	12	8.1	0.3	0.015	0.1	0.015	0.018	余

药皮中各组分的重量百分比见下表：

其中大理石/萤石＝1.95；

将上述配比混配成焊条外皮药料，配加粉原料总重量20％的粘结剂为钾钠水玻璃(钾钠比2:1)，其浓度为38°，搅拌均匀，送入条压机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温110℃烘焙2.5小时，高温300℃烘焙3小时，即成。药皮重量系数K为45％。制成为直径Φ2.5mm、Φ 3.2mm和Φ4.0mm三种规格的电焊条，其中Φ2.5mm电焊条长度300mm，Φ3.2mm和Φ4.0mm电焊条长度350mm，满足GB/T13814标准要求。

按照上述工艺生产的焊条表面光滑、成品率高，偏心稳定。所得焊条进行焊接试验，焊接时电弧稳定，飞溅少，脱渣性良好，焊条操作性能优异，焊缝成形美观，焊道高度适中，焊缝滑润性适中，不尾红，抗焊接裂纹敏感性强，特别是应变时效裂纹。

根据上述配比制备的焊条其熔敷金属力学性能如下：室温冲击功 150J；室温下抗拉强度R_m为760MPa，屈服强度R_p0.2为440MPa，伸长率35％。

实施例2

本实施例焊芯成分的质量百分比见下表：

元素	C	Si	Mn	P	S	Cr	Co	Mo	W	B	Cu	N	O	Ni
															wt.％	0.05	0.5	0.5	0.010	0.001	22.0	14	8.8	0.1	0.010	0.1	0.02	0.02	余

药皮中各组分的重量百分比见下表：

其中大理石/萤石＝1.72；

将上述配比混配成焊条外皮药料，配加粉原料总重量25％的粘结剂为钾钠水玻璃(钾钠比2:1)，其浓度为42°，搅拌均匀，送入条压机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温110℃烘焙3小时，高温300℃烘焙1小时，即成。药皮重量系数K为43％。制成为直径Φ2.5mm、Φ3.2mm 和Φ4.0mm三种规格的电焊条，其中Φ2.5mm电焊条长度300mm，Φ 3.2mm和Φ4.0mm电焊条长度350mm，满足GB/T13814标准要求。

按照上述工艺生产的焊条表面光滑、成品率高，偏心稳定。所得焊条进行焊接试验，焊接时电弧稳定，飞溅少，脱渣性良好，焊条操作性能优异，焊缝成形美观，焊道高度适中，焊缝滑润性适中，不尾红，抗焊接裂纹敏感性强，特别是应变时效裂纹。

根据上述配比制备的焊条其熔敷金属力学性能如下：室温冲击功 190J；室温下抗拉强度R_m为740MPa，屈服强度R_p0.2为430MPa，伸长率40％。

实施例3

本实施例焊芯成分的质量百分比见下表：

元素	C	Si	Mn	P	S	Cr	Co	Mo	W	B	Cu	N	O	Ni
															wt.％	0.08	0.9	0.1	0.010	0.001	22.0	12	8.5	0.1	0.025	0.1	0.015	0.01	余

药皮中各组分的重量百分比见下表：

其中大理石/萤石＝2.0；

将上述配比混配成焊条外皮药料，配加粉原料总重量16％的粘结剂为钾钠水玻璃(钾钠比2:1)，其浓度为45°，搅拌均匀，送入条压机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温110℃烘焙4小时，高温300℃烘焙1小时，即成。药皮重量系数K为44％。制成为直径Φ2.5mm、Φ3.2mm 和Φ4.0mm三种规格的电焊条，其中Φ2.5mm电焊条长度300mm，Φ 3.2mm和Φ4.0mm电焊条长度350mm，满足GB/T13814标准要求。

按照上述工艺生产的焊条表面光滑、成品率高，偏心稳定。所得焊条进行焊接试验，焊接时电弧稳定，飞溅少，脱渣性良好，焊条操作性能优异，焊缝成形美观，焊道高度适中，焊缝滑润性适中，不尾红，抗焊接裂纹敏感性强，特别是应变时效裂纹。

根据上述配比制备的焊条其熔敷金属力学性能如下：室温冲击功 170J；室温下抗拉强度R_m为755MPa，屈服强度R_p0.2为435MPa，伸长率38％。

本发明采用上述方案，主成分为22Cr-12Co-8.5Mo系的新型镍基耐热合金焊接用焊条，可交、直流两用，全位置焊接。焊缝(熔敷金属) 成分不但与母材化学成分相近，而且具有与母材相匹配的优异力学性能和高持久强度、优良的冲击韧性和优良的抗裂纹性能，特别是应变时效裂纹；且焊接时电弧稳定，飞溅少，全位置操作性好，脱渣性好，不尾红。为推动新型耐热合金C-HRA-2工程化应用提供了一种理想的新型焊接材料。

Claims (4)

1.一种固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条，其特征在于，该焊条包括焊芯，以及裹覆于焊芯表面的药皮，焊芯成分重量百分数为：C:0.06-0.12％，Si＜1.0％；Mn＜1.0％，P≤0.015％，S≤0.001％，Cr:20-22％，Co:10-13％，Mo:8.1-8.8％，W:0.1-1.0％，N≤0.002％，O≤0.002％，余量为Ni及不可避免的杂质元素；药皮组成及成份重量百分比为：大理石35～50％；萤石20～30％；冰晶石10～16％；碳酸锶5～16％；电解锰0.5～3％；纯碱0.5～1.5％；氟铝酸盐0.5～1.0％；金属铬粉1～3％；金属钼粉0.5～3％；将上述成份的粉料按比例混合均匀后，加入总混合料成分重18％～30％的粘结剂搅拌混合均匀；然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上，再经低温及高温烘焙，即成；药皮重量系数K为35～55％。

2.根据权利要求1所述的固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条条，其特征在于，所述的药皮各成份的重量百分比含量：大理石中CaCO₃含量≥96％，萤石中CaF₂含量≥96％，冰晶石K₃AlF₆≥99％；碳酸锶中SrCO₃≥98％；电解锰中Mn≥99.5％，纯碱中Na₂CO₃≥99％；氟铝酸盐为化学纯；金属铬粉中Cr≥98％；金属钼粉中Mo≥98％。

3.根据权利要求1所述的固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条，其特征在于，所述加入总成份重16％～25％的粘结剂为钾钠水玻璃，其模数2.5～3.0，浓度为35°～45°。

4.根据权利要求1所述的固溶强化型耐热合金C-HRA-2焊接用焊条，其特征在于，所述的低温烘焙温度为105-115℃，时间2-4小时；高温烘焙温度为290-310℃，时间1-3小时。