CN113857717A - 一种用于超超临界cb2钢的耐热钢手焊条及其制备方法 - Google Patents

一种用于超超临界cb2钢的耐热钢手焊条及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于焊条制备技术领域，公开了一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条及其制备方法，由磷硫等杂质含量低的专用H08Cr9MoV合金芯线(江苏永钢集团有限公司生产)和裹覆其表面的药皮组成；熔覆金属主要成分是9％Cr‑1.5％Mo‑1％Co‑1％Ni‑0.2％V，同时添加Nb、N、B等微量合金元素，使焊缝熔敷金属在热处理后具有良好的力学性能，尤其是冲击功性能，常温状态下冲击功≥47J。熔敷金属和焊接接头在730℃～740℃×12h的热处理条件下，抗拉强度为630‑750MPa。本发明制造的手焊条，焊接过程中电弧稳定、飞溅小、焊渣覆盖均匀、脱渣好，焊缝成型美观，可进行全位置焊接，焊接工艺性能良好。

Description

一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条及其制备方法
技术领域
本发明属于焊条制备技术领域，涉及一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条及其制备方法；特别是涉及一种用于620℃超超临界的新型含铬Cr铁素体耐热钢CB2钢的耐热钢手焊条及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的持续发展，对电力能源的需求也越来越多，而随着全球对环境保护的意识不断提升，能源结构转型也势在必行。在这种背景下，中国能源转型的任务已经非常明确，即能源结构要进一步调整并向清洁化能源发展，加快清洁能源的开发利用，构建以新能源为主体的新型电力系统，即发展水电、风电、光伏等新能源体系，同时利用清洁能源——天然气发电，也是我国能源供给的重要组成部分，以天然气为燃料的燃气轮机联合循环是一种高效率、低污染的发电方式，具有供电效率高、投资低、建设周期短、启停灵活、运行自动化程度高、污染少等优点。而作为动力设备核心的燃气轮机，其材料的研究应用也在不断的发展。
CB2钢是欧盟COST522计划中开发的一种材料。COST522计划是欧盟在先进发电技术领域的一项新的举措，即“二十一世纪的发电：高效率、低污染的发电厂”，它是在COST501计划成功的基础上的继续。以开发出满足最高入口蒸汽温度达到650℃、燃烧室温度为1450℃、NOx排放小于0.001％的电厂蒸汽轮机材料。这一系列的耐热钢主要合金变化如下表所示：
主要元素 C Mn Cr Mo Ni V N W Co
P91钢 0.08-0.12 0.3-0.6 8-9.5 0.85-1.05 ≤0.4 0.18-0.25 0.03-0.07
P92钢 0.07-0.13 0.3-0.6 8.5-9.5 0.3-0.6 ≤0.4 0.15-0.25 0.03-0.07 1.5-2.0
CB2钢 0.1-0.14 0.8-1.0 9.0-9.6 1.4-1.6 ≤1.0 0.18-0.23 0.015-0.02 0.9-1.1
研究表明，CB2材料具有良好的导热性、低的热膨胀系数、强度和韧性指标良好、高温蠕变性能和抗高温氧化性能优异，是目前被认可的用于620℃超超临界机组铸件用的理想材料。CB2钢主要用于超超临界蒸汽参数条件下汽轮机的高中压内缸、喷嘴室、主汽阀等核心铸件。对于CB2钢对应焊接材料的应用研究，发达国家对其研究较深，且已经商业化生产。近些年，经过不断努力，我国也成功开发出了这种铸钢材料，国内牌号是ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB，其对应焊接材料的开发应用也开始起步。
目前国内也有公开CB2钢配套焊条，采用了与CB2钢类似的成分作为生产用焊芯，其主要成分为9％Cr-1％Mo-1％Co。但是芯线中添加钴元素会对盘条芯线加工制造的影响，钴在炼钢过程中易析出硬而脆的金属化合物，从而使得金属间化合物使机性变坏；同时钴对延伸率和断面收缩率有不利的影响，难以轧制加工制造成盘条或者盘条质量控制合格率低，增加合金芯线的制造成本。
另一方面，针对这种9％Cr系的高合金钢手焊条产品，国内一般还会采用磷硫杂质含量低的H08A线材作为芯线，通过药皮中添加大量的金属铬、钼铁、镍粉、钒铁等合金原料来过渡合金，大量的不同比重的合金原料的加入，有可能会导致生产过程中原料的混合不均匀，从而导致最终手焊条成品的熔敷金属的成分不均匀。另外，大量的不同比重的合金原料的加入，会导致手焊条生产制造过程也比较困难，手焊条的最终成品加工直径会比较大，而较大的直径会导致焊接的工艺性能比较差。
目前中国主要还是依赖进口这类焊接材料，进口品牌的焊接材料，一方面焊材价格高，另一方面订货周期也较长，售后服务难以配套跟上。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条；通过采用磷硫等杂质含量低的专用H08Cr9MoV合金芯线过渡主要的合金元素，避免了手焊条成分不均匀的问题，同时，手焊条的生产制造过程也比较容易，以Φ4.0mm规格为例，手焊条的加工直径为Φ6.5mm左右，这种规格直径的手焊条具有良好的操作工艺性。其中专用的H08Cr9MoV合金芯线由江苏永钢集团有限公司研究并生产制造；另外，药皮由大理石、萤石、金红石等多种原料均匀混合而成，通过调整药皮中原料的重量百分比，能使得焊接过程中电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，焊渣脱渣良好，并可进行全位置焊接。
为实现上述技术目的，本专利提供的技术方案是：提供一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，由磷硫等杂质含量低的H08Cr9MoV专用合金芯线和药皮组成。
焊缝熔敷金属主要成分为9％Cr-1.5％Mo-1％Co-1％Ni-0.2％V，同时添加其它微量合金元素，如Nb、N、B等元素，从而使得焊缝熔敷金属在热处理后具有良好的常温拉伸、弯曲、冲击等工艺性能。在730℃～740℃×12h的热处理条件下，熔敷金属抗拉强度满足630-750MPa，常温冲击≥47J；其焊接接头抗拉强度满足630-750MPa，常温冲击≥47J；特别适合用于超超临界火电机组用钢，尤其是铁素体耐热钢CB2钢的焊接。
所述焊条熔敷金属的化学成分设计为C:0.1-0.15％；Mn≤0.6％；Si≤0.2％；P≤0.01％；S≤0.01％；Cr:9.0-10.0％；Ni≤1.0％；Mo:1.2-2.0％；Co:0.9-1.5％；Nb:0.05-0.09％；V:0.24-0.40％；N:0.02-0.04％；B:0.001-0.005％；余量为Fe和杂质。
优选的，所述焊条熔敷金属的化学成分为：C:0.08-0.13％；Mn≤0.6％；Si≤0.2％；P≤0.01％；S≤0.01％；Cr:9.0-9.5％；Ni≤1.0％；Mo:1.0-1.5％；Co:0.9-1.5％；Nb:0.05-0.09％；V:0.24-0.40％；N:0.02-0.04％；B:0.001-0.005％；余量为Fe和杂质。
优选的，所述H08Cr9MoV专用合金芯线由江苏永钢集团有限公司生产制造，直径偏差数量为±0.4mm。
优选的，所述H08Cr9MoV专用合金芯线的化学成分质量百分比为:C:0.09-0.10％；Mn:0.50-0.60％；Si:0.15-0.20％；P:≤0.006％；S:≤0.006％；Cr:8.95-9.0％；Ni:0.35-0.40％；Mo:0.95-1.0％；Nb:0.065-0.07％；V:0.18-0.20％；N:0.04-0.05％；Al:≤0.020％；Cu:≤0.10％；As:≤0.008％；Sn:≤0.005％；Sb:≤0.005％；Pb:≤0.005％；Bi:≤0.005％；余量为Fe。
优选的，所述药皮涂敷于焊芯外壁；所述药皮组分按照重量百分比含有：大理石20～40％，萤石15～30％，石英粉7～9％，金红石4～9％，碳酸钡3～8％，金属铬3.0～7.0％，钴粉2.0～6.0％，钼铁1.0～4.0％，电解锰1.0～2.0％，镍粉1.0～3.5％，铌铁0.5％，钒铁0.5％，硅铁0.4％，氮化铬铁0.4％，纯碱0.5％，粘结剂1.5％，稀土元素0-1％，余量铁粉。
所述大理石的主要成分是CaCO3，其中CaCO3≥97％、S≤0.03％、P≤0.03％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥97％、-100目≥80％；
萤石的主要成分是CaF2，其中CaF2≥97％、S≤0.03％、P≤0.03％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥97％、-100目≥90％；
石英粉的主要成分是SiO2，其中SiO2≥98％、S≤0.03％、P≤0.01％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥98％、-100目≥90％；
金红石的主要成分是TiO2，其中TiO2≥95％、S≤0.03％、P≤0.03％；粒度要求为-40目≥100％、-60目≥98％、-100目≥90％；
碳酸钡的主要成分是BaCO3，其中BaCO3≥98％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为-100目≥100％、-200目≥95％；
金属铬中Cr≥99.5％、C≤0.020％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥60％；
钼铁中Mo:59.0-63.0％、Si≤1.6％、C≤0.06％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
电解锰中Mn≥99.5％、C≤0.02％、S≤0.04％，P≤0.01％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
镍粉中Ni≥99.8％、C≤0.02％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-100目≥100％、-100目≥80％；
钴粉中Co≥99.8％、C≤0.02％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-100目≥100％、-100目≥80％；
硅铁中Si:43.0-47.0％、C≤0.10％、S≤0.03％，P≤0.03％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
钒铁中V:50.0-55.0％、Si≤2.0％、C≤0.80％、S≤0.03％、P≤0.06％，颗粒度要求为-60目≥100％，-100目≥50％；
铌铁中Nb:65.0-70.0％、Si≤1.0％、C≤0.15％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥98％、-100目≥80％；
氮化铬铁中Cr:57.0-63.0％、N:7.0-8.5％、Si≤1.0％、C≤0.15％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥100％，-100目≥60％；
铁粉中Fe≥98％、C≤0.05％、S≤0.015％、P≤0.03％，松装密度3.0±0.1；颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥90％；
纯碱中Na2CO3≥99％，颗粒度要求为-100目≥100％、-200目≥98％；
粘结剂中Na2O:9.5-13.0％、K≤0.050％、灰分:20.0-30.0％，颗粒度要求为-120目≥100％、-200目≥50％；
其中关于目数前面的符号“-”，代表筛选通过的意思，即-100目≥100％的含义为筛选通过100目的颗粒占比大于等于100％；-60目≥97％的含义为筛选通过60目的颗粒占比大于等于97％，以此类推。
本发明所采用的生产制造方法为，将所述药粉按比例称重后混合均匀，然后再加入重量为药皮组分总重量的14～28％的水玻璃进行湿混搅拌均匀，然后压饼，送入涂装机内，将其包于所述的专用合金芯线上，再经60℃～100℃的一小时低温烘培和350℃～380℃一小时的高温烘培，然后炉冷至100℃-150℃温度后出炉。
优选的，所述水玻璃种类为钾钠按1:1比例混合的水玻璃。水玻璃：作为一种粘结剂，由于同时含有K和Na元素，具有一定的稳弧效果；一般会根据药皮组成，选择不同的水玻璃搭配种类。
本专利技术中对熔敷金属中各化学元素的限制范围的理由分别解释如下：
本专利技术中，C在一定范围内的时候能够增加钢材的强度，但是C含量较高的时候，在高温长时应力作用下会加速了固溶体中合金元素的贫化过程和碳化物相显著聚集现象，从而降低钢的热强性能，增加钢的脆性，所以，为了保证材料在高温下的热强性能，同时需要考虑冲击韧性，需要对碳含量做一定的含量控制；故其含量控制在0.08-0.13％。
Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，焊缝中含有一定量的锰，能够消除或减弱由硫引起的热脆性，同时，一定含量的锰会改善组织的高温铁素体的稳定性。但是，为了避免在最高的焊后热处理温度下焊缝重新生成奥氏体，需要限制Mn的含量，故对Mn含量控制在0.6％以下为宜。
Si是一种重要的脱氧剂，而且，当Si与Cr同时存在时，还可以提高合金的抗氧化性能。在耐热钢中，控制Si在较低的含量范围内有利于提高焊缝金属的冲击韧性，同时为了兼顾考虑材料的高温抗氧化性能和抗高温腐蚀性能，故在焊材中控制其含量在0.3％以内。
S是有害元素。在焊接高温时，FeS与铁水可无限互溶，但是当溶池凝固时FeS与Fe或FeO又形成低熔点共晶物，会导致焊缝发生结晶裂纹，因此含量需严格控制，S≤0.01％。
P是有害元素。它会严重降低材料的塑性和冲击韧性，同时由于它会在钢中偏析，增大钢的回火脆性，因此含量需严格控制，P≤0.01％。
Cr可以提高耐热钢的抗高温氧化性能和抗高温腐蚀能力，提高钢的高温持久强度和抗蠕变能力，在高温620℃时，9％左右含量的铬固溶于基体能起到优良的固溶强化作用。所以Cr含量控制在9-9.5％为宜。
Ni能够提高焊缝金属的冲击韧性，同时镍还能降低δ铁素体形成的敏感性，而δ铁素体的存在对焊缝金属的性能是有害的。适量的镍含量是有益的，如果镍含量过高，一方面会影响材料的抗蠕变性能，另一方面，过高的镍含量会过分降低焊缝金属的Ac1温度，使其可能低于焊后热处理温度，而这将会导致冷却后生成新的未回火马氏体组织，所以Ni含量一般控制在1％以内。
Mo是提高耐热钢抗高温蠕变的重要合金元素，在高温620℃以下时，钼含量在1％左右时，对长时抗蠕变强度有益，同时仍具有良好的冲击韧性，所以钼含量控制在1.0-1.5％。
Co元素有利于马氏体基体的形成，抑制δ铁素体的形成。通过在试验中添加不同比例含量的钴Co粉原料，试验发现，全熔覆金属的抗拉强度随着Co含量的增加而不断提高，延伸率则先增加后降低。这是因为Co元素的加入减少了材料的堆垛层错能，使得其更好地发挥固溶强化作用，提高了材料的抵抗塑性变形的能力，即提高了材料的屈服强度和抗拉强度。同时试验研究发现，当Co元素在一定范围内的时候，其对高温长时抗蠕变强度也是有帮助的，同时还能保持良好的冲击韧性，所以，综合考虑钴含量控制在0.9-1.5％。
Nb是强碳化物形成元素，Nb元素可以与碳以NbC的形式固定下来，以够提高焊缝的高温强度，但是含量过高易形成晶界裂纹，同时会降低冲击韧性，所以Nb含量控制在0.05-0.09％。
V是强碳化物形成元素，钢中加入V可以与碳形成细小而稳定的合金碳化物，能够提高焊缝的高温持久强度，但是含量过高易形成晶界裂纹，所以V含量控制在0.24-0.40％。
N在V元素的作用下，对高温抗蠕变强度有积极的作用，但过高的N含量，会大大降低材料的韧性，所以将其含量控制在0.02-0.04％。
B元素，钢中加入适量的硼元素可以细化晶粒，改善钢的致密性，提高热强度。如果含量过高的话，容易在冷却凝固过程中形成较大尺寸的含硼夹杂物，从而导致焊缝开裂，所以将其含量控制在0.001-0.005％。
稀土元素可以净化焊缝金属，是很好的脱氧、去硫和清除其它有害杂质的有益元素，同时可以细化晶粒度，提高材料的抗氧化性和抗蠕变性能。
其余为Fe和其它微量元素。
本发明的药皮原材料中各成分的主要作用如下:
大理石：主要成分是CaCO3，具有造渣和造气的功能，同时在冶金过程中还具有去磷和去硫的作用。焊接过程中CaCO3的分解物CaO属于碱性氧化物，它可以提高熔渣的碱度，它在药皮组分中的重量比例可以调节熔渣的粘度，从而影响焊缝的脱渣性。
萤石：主要成分是CaF2，萤石能有效的去H，同时可以降低熔渣的熔点和粘度，提高熔池的润湿性，在焊接过程中萤石会分解产生有害气体氟化氢，导致电弧稳定性变差，飞溅增多，因此必须严格控制其用量。
石英粉：主要成分是SiO2，也是一种造渣剂。它能够改善液态金属的润湿性，使焊道成形美观。适量的SiO2或石英粉可获得良好的脱渣性能。
金红石:主要成分是TiO2，主要起造渣和稳弧剂的作用，同时可以改善焊缝的脱渣性，使焊缝成形美观、熔渣覆盖良好、飞溅小。
碳酸钡：主要成分是BaCO3，它的分解物具有造渣和造气的功能，同时在焊接过程中可以调节熔渣的凝固形态，改善焊缝的脱渣性。
各种合金：金属铬、电解锰、镍粉，钴粉、氮化铬等渗入合金，主要是为了补充焊接过程中合金元素的烧损，通过调整焊缝中合金成分，改善焊缝组织，从而提高焊缝的力学机械性能。
纯碱：主要成分是Na2CO3，制造过程中主要起润滑的作用，使焊条易于制造加工，避免发生较大的偏心率。
本专利技术的有益效果在于：
(1)芯线采用磷硫等杂质含量低的H08Cr9MoV专用合金芯线，可以均匀的过渡主要合金元素到焊缝熔敷金属中，使得焊缝成分比较均匀，性能稳定，不会发生合金偏析现象。本发明其它微量合金元素可以通过药皮组分的微合金化添加，合金过渡的均匀性会更稳定，性能稳定；这样既降低了合金芯线的冶炼复杂难度，又能达到与CB2钢相匹配的性能要求。同时本专利所采用的合金芯线目前在国内已经有一定的销售规模，相对而言，芯线生产制造成本较低。
(2)对于CB2钢配套的焊接材料，有必要研究熔敷金属中氮元素、镍元素、钴元素、硼元素等这几种元素的含量匹配对焊缝机械性能的影响，特别是考虑到冲击韧性的要求。
氮和碳元素会形成碳氮化合物，在后续热处理的时候，氮元素能与其它元素通过弥散强化提高强度值，但是氮含量过高会降低焊缝金属的塑性和韧性，所以需要控制氮含量的范围。
镍元素的加入可以显著提高焊缝韧性，但是镍元素和锰元素的增加又会降低熔敷金属的Ac1温度，而Ac1温度又是焊后热处理最高温度的参考温度，所以，需要控制其含量范围。对于CB2钢对应的手焊条焊接材料，试验表明，提高焊缝金属的镍+锰元素含量，冲击值会有所提高，但是其高温持久强度值会下降，这是因为镍元素和锰元素都是奥氏体化元素，随着镍含量和锰含量的增加，在热处理的时候会生成新的奥氏体相，而在冷却过程中会转变形成未回火的马氏体组织。所以，在综合考虑焊缝金属的低温冲击韧性，同时又要满足高温持久强度的条件下，需要严格控制焊缝金属的镍+锰元素含量。
钴元素的添加可以提高焊缝的高温强度，有利于马氏体基体的形成，抑制δ铁素体的形成。通过在试验中添加不同比例含量的钴Co粉原料，试验发现，全熔覆金属的抗拉强度随着Co含量的增加而不断提高，延伸率则先增加后降低。这是因为Co元素的加入减少了材料的堆垛层错能，使得其更好地发挥固溶强化作用，提高了材料的抵抗塑性变形的能力，即提高了材料的屈服强度和抗拉强度。同时试验研究发现，当Co元素在一定范围内的时候，其对高温长时抗蠕变强度也是有帮助的，同时还能保持良好的冲击韧性，所以，综合考虑钴含量控制在0.7-1.5％。
硼元素的加入可以提高钢的耐热持久性能和高温抗蠕变强度，并且有一定细化晶粒的作用。但是含量过高，会增加焊缝热裂倾向，并且影响冲击韧性。所以，需要控制硼元素含量范围。
(3)本发明焊条药皮通过调整药皮组分的不同重量比例，使其具备良好的操作性能；既保证了焊接的工艺性要求，又能满足焊缝的力学性能要求。使用该渣系结构的手焊条，焊接过程中电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，焊渣脱渣良好，更重要的是可进行全位置焊接。
(4)本发明焊条的药皮含水率＜0.15％，熔敷金属扩散氢含量＜4ml/100g(水银法)；
(5)本专利技术的手焊条熔覆金属主要成分是9％Cr-1.5％Mo-1％Co-1％Ni-0.2％V，同时添加其它微量合金元素，从而具有良好的焊接工艺性能，焊缝熔敷金属在730℃～740℃×12h的热处理条件下，其抗拉强度满足630～750MPa，常温冲击≥47J；其焊接接头在730℃～740℃×12h的热处理条件下，抗拉强度满足630～750MPa，常温冲击≥47J。本专利技术通过对合金成分和焊接渣系配方的优化配比设计，获得了良好的机械性能，如抗拉强度、冲击韧性等，全位置焊接操作性能良好，特别适合用于超超临界火电机组用钢，特别是超超临界CB2钢的焊接。
附图说明
图1为本发明的焊条现场焊接图片；其中A为焊接坡口尺寸示意图，B-E为试板焊接的过程图片。
图2为手焊条套筒示意图。
具体实施方式
实施例：
本发明中的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条各实施例使用的专用合金芯线的成分如表1所示。
表1：(重量百分含量)
Figure BDA0003324347190000081
本发明的各实施例中的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条的焊药配方如表2所示
表2：(重量百分含量)
Figure BDA0003324347190000082
Figure BDA0003324347190000091
表3采用上述方法制造的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其熔敷金属成分如下表3所示：(wt％)
表3：(重量百分含量)
Figure BDA0003324347190000092
将所述药粉按比例称重后混合均匀，然后再加入重量为药皮组分总重量的20％的水玻璃粘结剂进行湿混搅拌均匀，然后压饼，送入涂装机内，将其包于所述的专用合金芯线上，再经80℃的一小时低温烘培和350℃一小时的高温烘培，然后炉冷至120℃温度后出炉。
表4采用上述方法制造的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其熔覆金属机械性能如下表4所示：
表4：(机械性能)
Figure BDA0003324347190000093
从表3和表4中的数据可以看出，使用本发明中的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其熔敷金属成分和机械性能适用于超超临界CB2钢的焊接。
采用上述方法制造的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其焊缝金属扩散氢含量如下表5所示：
表5：(扩散氢含量ml/100g)
Figure BDA0003324347190000101
表6焊接参数
Figure BDA0003324347190000102
采用表6的焊接参数进行平焊和立焊，以测试手焊条的工艺性能。对于电弧能够连续燃烧，不出现断弧，电弧不出现飘逸和闪动，则评价为良好，反之则评价为差。
对于飞溅的评价，在焊接过程中以不出现大颗粒金属爆出，且飞溅颗粒直径小于2mm，则评价为小，否则评价为大。
对于脱渣性的评价，以能自动脱除或者以1kg的铁锤从角焊缝试板背部敲击能够全部脱除为良好，否则为差。对于熔渣覆盖性的评价，以熔渣能够完整且均匀的覆盖于焊道表面为良好，反之为差。对于焊缝成形的评价，以焊缝与工件过渡圆滑，焊缝成形平整，立焊焊道没有下坠为良好，反之为差。
表7平焊工艺性
实施例 电弧稳定性 飞溅 脱渣性 熔渣覆盖性 焊缝成形
实施例1 良好 小 良好 良好 良好
实施例2 良好 小 良好 良好 良好
实施例3 良好 小 良好 良好 良好
表8立焊工艺性
实施例 电弧稳定性 飞溅 脱渣性 熔渣覆盖性 焊缝成形
实施例1 良好 小 良好 良好 良好
实施例2 良好 小 良好 良好 良好
实施例3 良好 小 良好 良好 良好
最后结合图1中本发明的焊条现场焊接图片以及图2中手焊条套筒示意图，也可以看出本发明耐热钢手焊条用于CB2钢的焊接时，焊缝成型美观，焊接过程中脱渣干净，焊接套筒长短适中，具有良好的焊接工艺性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，由专用H08Cr9MoV合金芯线和裹覆于芯线表面的药皮组成；其特征在于：
所述焊条熔敷金属的化学成分为：C:0.1-0.15％；Mn≤0.6％；Si≤0.2％；P≤0.01％；S≤0.01％；Cr:8.5-10.0％；Ni≤1.0％；Mo:1.0-2.0％；Co:0.7-1.5％；Nb:0.02-0.09％；V:0.15-0.40％；N:0.02-0.06％；B:0.001-0.005％；余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其特征在于：所述焊条熔敷金属的化学成分为：C:0.08-0.13％；Mn≤0.6％；Si≤0.2％；P≤0.01％；S≤0.01％；Cr:9.0-9.5％；Ni≤1.0％；Mo:1.0-1.5％；Co:0.9-1.5％；Nb:0.05-0.09％；V:0.24-0.40％；N:0.02-0.04％；B:0.001-0.005％；余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其特征在于，所述专用H08Cr9MoV合金芯线直径偏差数量为±0.4mm；
所述专用H08Cr9MoV合金芯线的化学成分质量百分比为:C:0.09-0.10％；Mn:0.50-0.60％；Si:0.15-0.20％；P:≤0.006％；S:≤0.006％；Cr:8.95-9.0％；Ni:0.35-0.40％；Mo:0.95-1.0％；Nb:0.065-0.07％；V:0.18-0.20％；N:0.04-0.05％；Al:≤0.020％；Cu:≤0.10％；As:≤0.008％；Sn:≤0.005％；Sb:≤0.005％；Pb:≤0.005％；Bi:≤0.005％；余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其特征在于，所述药皮各组分按照重量百分比含有：大理石20～40％，萤石15～30％，石英粉7～9％，金红石4～9％，碳酸钡3～8％，金属铬3.0～7.0％，钴粉2.0～6.0％，钼铁1.0～4.0％，电解锰1.0～2.0％，镍粉1.0～3.5％，铌铁0.5％，钒铁0.5％，硅铁0.4％，氮化铬铁0.4％，纯碱0.5％，粘结剂1.5％，稀土元素0-1％，余量铁粉。
5.根据权利要求4所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条，其特征在于：
所述大理石的主要成分是CaCO3，其中CaCO3≥97％、S≤0.03％、P≤0.03％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥97％、-100目≥80％；
萤石的主要成分是CaF2，其中CaF2≥97％、S≤0.03％、P≤0.03％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥97％、-100目≥90％；
石英粉的主要成分是SiO2，其中SiO2≥98％、S≤0.03％、P≤0.01％；颗粒度要求为-40目≥100％、-60目≥98％、-100目≥90％；
金红石的主要成分是TiO2，其中TiO2≥95％、S≤0.03％、P≤0.03％；粒度要求为-40目≥100％、-60目≥98％、-100目≥90％；
碳酸钡的主要成分是BaCO3，其中BaCO3≥98％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为-100目≥100％、-200目≥95％；
金属铬中Cr≥99.5％、C≤0.020％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥60％；
钼铁中Mo:59.0-63.0％、Si≤1.6％、C≤0.06％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
电解锰中Mn≥99.5％、C≤0.02％、S≤0.04％，P≤0.01％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
镍粉中Ni≥99.8％、C≤0.02％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-100目≥100％、-100目≥80％；
钴粉中Co≥99.8％、C≤0.02％、S≤0.003％，P≤0.01％，颗粒度要求为-100目≥100％、-100目≥80％；
硅铁中Si:43.0-47.0％、C≤0.10％、S≤0.03％，P≤0.03％，颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥80％；
钒铁中V:50.0-55.0％、Si≤2.0％、C≤0.80％、S≤0.03％、P≤0.06％，颗粒度要求为-60目≥100％，-100目≥50％；
铌铁中Nb:65.0-70.0％、Si≤1.0％、C≤0.15％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥98％、-100目≥80％；
氮化铬铁中Cr:57.0-63.0％、N:7.0-8.5％、Si≤1.0％、C≤0.15％、S≤0.050％、P≤0.080％，颗粒度要求为-60目≥100％，-100目≥60％；
铁粉中Fe≥98％、C≤0.05％、S≤0.015％、P≤0.03％，松装密度3.0±0.1；颗粒度要求为-60目≥100％、-100目≥90％；
纯碱中Na2CO3≥99％，颗粒度要求为-100目≥100％、-200目≥98％；
粘结剂中Na2O:9.5-13.0％、K≤0.050％、灰分:20.0-30.0％，颗粒度要求为-120目≥100％、-200目≥50％；
其中关于目数前面的符号“-”，代表筛选通过的意思，即-100目≥100％的含义为筛选通过100目的颗粒占比大于等于100％，以此类推。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条的制备方法，其特征在于：将所述药粉按比例称重后混合均匀，然后再加入水玻璃进行湿混搅拌均匀，然后压饼，送入涂装机内，将其裹覆于所述的专用合金芯线上；再经60℃～100℃的一小时低温烘培和350℃～380℃一小时的高温烘培，然后炉冷至100℃～150℃温度后出炉。
7.根据权利要求6所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条的制备方法，其特征在于：所述水玻璃的用量为药皮组分总重量的14～28％。
8.根据权利要求6所述的用于超超临界CB2钢的耐热钢手焊条的制备方法，其特征在于：所述水玻璃种类为钾钠按1:1比例混合的水玻璃。
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