CN115922141A - 一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 - Google Patents
一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115922141A CN115922141A CN202211555123.2A CN202211555123A CN115922141A CN 115922141 A CN115922141 A CN 115922141A CN 202211555123 A CN202211555123 A CN 202211555123A CN 115922141 A CN115922141 A CN 115922141A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- percent
- metal
- powder
- welding wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 179
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 description 2
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
一种高抗裂性能的GH3030高温合金用金属芯焊丝，属于焊丝技术领域，用于GH3030高温合金的焊接。采用80％Ni‑20％Cr镍基合金带作为包覆层，粉芯中各组成物的质量百分比含量为：金属铬粉的质量百分含量为20－34％，铌铁(60％Nb)粉的质量百分含量为1－2.5％，电解金属锰的含量为1－3.5％，铝镁合金粉的质量百分比为1－3％，45#硅铁的质量百分含量为1－4％，氟化钙的质量百分含量为2－4％，稀土铈的质量百分含量为2－5％，余量为镍粉。稀土铈的粉末粒度为200目，其余粉末粒度均为80目。本发明焊丝的填充率为23％‑30％。焊丝所焊GH3030高温合金具有优良的高温力学性能及抗裂性能。
Description
技术领域
本发明属于药芯焊丝领域，具体涉及一种GH3030高温合金焊接用药芯焊丝，主要用于GH3030高温合金的连接与堆焊。
背景技术
1956年至20世纪70年代初，我国第一炉高温合金GH3030试炼成功，标志着我国高温合金的起步。GH3030是一种固溶强化的镍基高温合金，组织稳定性好，具有较高的高温强度、良好的抗氧化性能和耐热腐蚀性能，具有良好的抗疲劳性能、断裂韧性等综合性能。GH3030高温合金可在高速动载荷及高温强化气氛或燃气条件下长期工作，广泛应用于航空航天、原子能、机车和石油化工等行业。
由于GH3030中镍含量较高，在焊接过程中，镍易与杂质元素如P、S、Pb、Bi等元素形成低熔点共晶，极易产生焊接热裂纹。GH3030的显微组织为单一奥氏体，焊接过程中，焊接接头中晶粒易长大，在外加载荷的作用下或拘束度较大的条件下，焊接接头易发生开裂。
GH3030高温合金目前焊接的方法主要有激光焊、氩弧焊、钎焊、惰性气保护焊等焊接方法。GH3030高温合金采用的焊接材料主要有HGH3030高温合金冷拉丝，其型号为TT－82。HGH3030冷拉丝的化学成份与GH3030的成分基本相同。
采用激光焊焊接GH3030高温合金时，通常为自熔焊接，并不采用填充材料。激光自熔焊接GH3030时，由于合金元素的蒸发，焊接接头的强度通常低于母材的强度。激光焊也可以采用粉末材料焊接GH3030高温合金，但对焊接接头的装配间隙要求非常严格，对工装夹具提出了较高要求，从而增加了工作量，另一方面，由于激光焊用粉末价格高昂，且粉末利用率不高，目前仅适用于精密零部件的堆焊。此外，激光焊接并不适合于焊接接头的打底焊道。由于激光焊设备价格昂贵，维护成本高，使得其应用受到一定限制。
GH3030高温合金采用氩弧焊或者惰性气体保护焊(MIG)时，所用焊接材料为HGH3030实心焊丝，其化学成份与母材基本相同。采用HGH3030焊丝焊接GH3030时，其化学成分与GH3030接近，焊接时，由于合金元素的烧损，其焊缝中的合金元素含量略低于母材，尤其是HGH3030焊丝中的Ti元素烧损严重，不但降低焊接接头的力学性能，而且还降低焊接接头的耐腐蚀性能，焊接接头通常为低强匹配。
另一方面，由于采用HGH3030焊丝的熔敷金属组织和GH3030的组织均为单相奥氏体组织，焊接过程极易产生热裂纹。此外，由于HGH3030焊丝和GH3030母材中镍含量达到60％以上，镍可与焊材和母材中的杂质元素如P、S等形成低熔点共晶，进一步增加了热裂纹倾向。采用氩弧焊或惰性气体保护焊时，在拘束度较大或大面积堆焊时，很容易产生焊接热裂纹，从而导致结构件的失效或者大大增加焊后修复的工作量。
焊接过程中，无论是采用哪种焊接方法，由于镍易于S、P等杂质元素形成低熔点共晶，因此在焊接GH3030高温合金时，必须严格清理焊接坡口内和坡口两侧的污物，必要时还需用丙酮进行清洗，降低了劳动效率。
发明内容：
为克服现有技术不足，本发明研制了一种GH3030高温合金药芯焊丝，其抗热裂纹性能好，焊接过程中无需采用丙酮对焊缝及其坡口两侧的母材清洗。
一种高抗裂性GH3030高温合金金属芯焊丝，其特征在于，采用常用80％Ni-20Cr镍基合金带作为包覆层，粉芯中各合金成分的质量百分比为：金属铬粉的质量百分含量为20－34％，铌铁(60％Nb)粉的质量百分含量为1－2.5％，电解金属锰的含量为1－3.5％，铝镁合金粉的质量百分比为1－3％，45#硅铁的质量百分含量为1－4％，氟化钙的质量百分含量为2－4％，稀土铈的质量百分含量为2－5％，余量为镍粉；稀土铈的粉末粒度为200目，其余粉末粒度均为80目。
本发明采用20％Cr-80Ni镍基合金带，其宽度为10mm，厚度范围为0.3-0.5mm。本发明金属芯焊丝的填充率为23-30％，焊丝的直径范围为1.2－2.5。焊接时焊丝使用的电流范围为80A-260A，焊接电压范围为22V－33V；焊接保护气体为纯氩气或者混合气体(80％Ar+20％CO2)，气体流量为10－25L/min。
采用20％Cr-80Ni镍基合金带制造的药芯焊丝，其熔敷金属的化学成份范围如下(质量百分含量)：
C：≤0.12％，Si：≤0.8％，Mn：≤0.7％，S≤0.020，P≤0.030，Cr：19-22％，Nb:0.15-0.35％，Al：≤0.15％，Fe：≤1.5％，Re:0.02-0.08％，Ni:余量。
本发明药芯焊丝中各组份成分及其作用如下：
金属铬粉：起到渗合金作用，提高焊接接头的硬度和强度，主要作用是提高钢的抗氧化性和耐蚀性，保证焊缝在室温和高温时有较高的力学性能。
金属镍粉：起到渗合金作用，稳定和促进奥氏体形成元素，提高奥氏体的稳定性，提高钢的高温强度、抗蠕变性能和耐高温性能，保证焊缝在室温和高温时有较高的力学性能。
铌铁：提高钢的耐高温性能，提高耐腐蚀性能。
电解金属锰：脱氧，脱硫，提高焊接接头的强度。
铝－镁合金粉：提高钢的耐热性和耐蚀性。焊接过程中可脱氧。
45号硅铁：脱氧；加速焊丝熔化；提高钢的耐热性能。
氟化钙：脱硫；可作强稀释剂，可使焊缝中的氢易于逸出。
稀土铈：脱氧，脱硫，提高冲击韧性；提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性能。改善焊缝的流动性，减少焊缝中的杂质及气孔敏感性；细化晶粒；提高高温强度。
本发明解决的技术问题及达到的有益效果
本发明研制了一种GH3030高温合金焊接用金属芯焊丝，采用本发明焊接GH3030高温合金时，焊接接头具有优良的抗热裂纹性能及高温力学性能。
传统的HGH3030实心焊丝焊接GH3030高温合金时，由于焊丝中的Ti元素在焊接过程中极易烧损，降低了焊接接头的室温力学性能、高温力学性能及耐腐蚀性能，使得GH3030高温合金焊接结构或堆焊层的使用寿命大大降低。本发明在焊丝中加入了适量铌铁，焊接过程中，可生成Nb与C成稳定的化合物，弥散分布在焊缝中，一方面可起到细化晶粒的作用，降低热裂纹的产生的倾向，同时避免了采用HGH3030实心焊丝带来的焊接接头性能下降的问题。另一方向，铌元素的加入，提高了焊接接头的力学性能和高温蠕变强度，有利于提高GH3030高温合金在高温条件的使用寿命。
传统的HGH3030等实心焊丝中，其焊缝组织为单相奥氏体，在焊接过程中，奥氏体晶粒在热作用下，不可避免会发生严重长大现象，在有拘束度的条件下焊接时，极易产生热裂纹。本发明中，通过在焊丝中添加适量的铌铁，形成含铌化合物，在焊缝凝固过程中，首先从液态金属中结晶析出，待焊缝完全凝固后，钉轧于奥氏体晶粒的边界，从而抑制了奥氏体晶粒的长大，降低了热裂倾向。
另一方面，HGH3030实心焊丝中虽然控制了焊丝中硫和磷的含量，但是在实际焊接中，尤其是在收弧处，常常会有热裂纹的产生。在拘束度大的GH3030高温合金焊接结构中，甚至产生纵向裂纹。此外，GH3030高温合金连接焊时，对坡口及其两侧母材必须严格清理，必要时需要用丙酮清洗，增加了焊前准备工作量。若坡口清理不干净时，坡口或焊丝表面的污物也会进入到焊缝中，进一步增加了焊接接头的裂纹敏感性。本发明中焊丝中添加了适量的稀土铈，可以净化焊缝中的硫及其它杂质元素，提高了焊接接头的抗裂纹性能。此外，稀土铈的加入，进一步提高了GH3030高温合金焊接接头的高温抗氧化性能及焊接接头的高温力学性能。
具体实施方式
采用常规药芯焊丝生产线制造本发明焊丝。先将钢带轧成U形，再向U形钢带槽中加入配好的粉末，然后将U形槽合口，使药粉包裹其中。
选取本发明金属芯焊丝具体实施。焊接母材选用GH3030高温合金。焊接接头试样按照GB/T2651-2008进行选取。具体实施例如下：
实施例1、选用10×0.5(宽度为10mm，厚度为0.5mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为23％。经拉拔，减径后得到直径为1.2mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为34％；铌铁的质量百分含量为2.5％；电解金属锰的质量百分含量为3.5％；铝镁合金粉的质量百分含量为2％；45号硅铁的质量百分含量为4％；氟化钙的质量百分含量为2％；稀土铈的质量百分含量为5％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为160A，焊接电压为26V。焊接保护气体为纯氩气体，保护气体流量为10L/min。焊接方法为熔化极惰性气体氩弧焊。
实施例2、选用10×0.5(宽度为10mm，厚度为0.5mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为24％。经拉拔，减径后得到直径为1.2mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为33％；铌铁的质量百分含量为2％；电解金属锰的质量百分含量为3％；铝镁合金粉的质量百分含量为1％；45号硅铁的质量百分含量为1％；氟化钙的质量百分含量为4％；稀土铈的质量百分含量为4％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为200A，焊接电压为30V。焊接保护气体为80％Ar+20％CO2，保护气体流量为15L/min。焊接方法为混合气体保护焊。
实施例3、选用10×0.4(宽度为10mm，厚度为0.4mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为25％。经拉拔，减径后得到直径为1.6mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为30％；铌铁的质量百分含量为2％；电解金属锰的质量百分含量为2％；铝镁合金粉的质量百分含量为3％；45号硅铁的质量百分含量为2％；氟化钙的质量百分含量为3％；稀土铈的质量百分含量为4％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为260A，焊接电压为33V。焊接保护气体为80％Ar+20％CO2，保护气体流量为15L/min。焊接方法为混合气体保护焊。
实施例4、选用10×0.4(宽度为10mm，厚度为0.4mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为26％。经拉拔，减径后得到直径为1.6mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为28％；铌铁的质量百分含量为2％；电解金属锰的质量百分含量为2％；铝镁合金粉的质量百分含量为2％；45号硅铁的质量百分含量为2％；氟化钙的质量百分含量为3％；稀土铈的质量百分含量为4％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为260A，焊接电压为32V。焊接保护气体为80％Ar+20％CO2，保护气体流量为15L/min。焊接方法为混合气体保护焊。
实施例5、选用10×0.4(宽度为10mm，厚度为0.4mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为26％。经拉拔，减径后得到直径为2.0mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为26％；铌铁的质量百分含量为2％；电解金属锰的质量百分含量为1％；铝镁合金粉的质量百分含量为2％；45号硅铁的质量百分含量为2％；氟化钙的质量百分含量为3％；稀土铈的质量百分含量为4％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为80A，焊接电压为22V。焊接保护气体为纯氩气体，保护气体流量为20L/min。焊接方法为氩弧焊。
实施例6、选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的Ni80Cr20镍带，填充率为30％。经拉拔，减径后得到直径为2.5mm的焊丝。
粉芯中各合金成分的质量百分比为：
金属铬的质量百分含量为20％；铌铁的质量百分含量为1％；电解金属锰的质量百分含量为1％；铝镁合金粉的质量百分含量为1％；45号硅铁的质量百分含量为2％；氟化钙的质量百分含量为2％；稀土铈的质量百分含量为2％；余量为镍粉。
焊接工艺参数如下：焊接电流为200A，焊接电压为22V。焊接保护气体为纯氩气体，保护气体流量为25L/min。焊接方法采用氩弧焊。
七.对比例与本发明对比试验结果
采用本发明与对比焊材进行对比试验。对比例焊材选用HGH3030(TT-82)冷拉丝，焊丝直径的2mm，焊接电流为160A，焊接电压为24V。焊接方法采用氩弧焊。对比两种焊材的熔敷金属化学成分和焊接接头力学性能。GH3030高温合金母材板厚为10mm，坡口角度为60度，坡口间隙为3mm，不留坡口钝边。焊后进行熔敷金属化学成分、焊接接头抗拉强度性能的测试。熔敷金属化学成分按照GB/T25777-2010进行测试。焊接接头力学性能按照GB/T2651-2008进行测试。熔敷金属化学成分见表1。焊接接头力学性能测试结果见表2。对比丝材HGH3030(TT-82)焊接过程中出现弧坑裂纹后，需要及时修补，直至无裂纹为止。本发明与对比焊材所焊焊接接头均需进行探伤，探伤无缺陷后，对焊接接头的进行力学性能测试和高温抗拉强度测试。实验结果表明，采用HGH3030冷拉丝焊接的熔敷金属抗拉强度只有母材抗拉强度(681MPa)的92％左右。采用本发明焊丝所焊焊接接头均超过了母材本身的抗拉强度。从表2中可以看到，本发明焊丝的延伸率高于对比例焊丝的延伸率。通过对比两种焊材在700℃高温条件下的抗拉强度，可以看到，采用HGH3030冷拉丝，其高温抗拉强度不足200MPa，本发明焊丝均高于260MPa，表明本发明焊丝具有更佳的高温力学性能。
表1熔敷金属的化学成分
| 实施例 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Fe | Ti | Nb | Ce | Ni |
| 对比例 | 0.04 | 0.2 | 0.45 | 0.015 | 0.022 | 19.3 | 1.3 | 0.07 | -- | -- | 余量 |
| 实施例1 | 0.027 | 0.33 | 0.65 | 0.001 | 0.011 | 21.80 | 1.1 | -- | 0.34 | 0.10 | 余量 |
| 实施例2 | 0.026 | 0.12 | 0.65 | 0.002 | 0.011 | 20.80 | 1.0 | -- | 0.29 | 0.08 | 余量 |
| 实施例3 | 0.025 | 0.19 | 0.58 | 0.002 | 0.012 | 20.46 | 1.2 | -- | 0.30 | 0.07 | 余量 |
| 实施例4 | 0.026 | 0.20 | 0.60 | 0.001 | 0.011 | 20.05 | 0.9 | -- | 0.31 | 0.07 | 余量 |
| 实施例5 | 0.020 | 0.19 | 0.42 | 0.001 | 0.011 | 19.60 | 0.8 | -- | 0.35 | 0.08 | 余量 |
| 实施例6 | 0.021 | 0.20 | 0.43 | 0.001 | 0.011 | 19.16 | 1.0 | -- | 0.18 | 0.05 | 余量 |
表2室温条件下焊接接头力学性能
Claims (5)
1.一种GH3030高温合金用金属芯焊丝，其特征在于，采用常用80％Ni-20％Cr合金带作为包覆层；粉芯中各合金成分的质量百分比为：金属铬粉的质量百分含量为20－34％，铌铁(60％Nb)粉的质量百分含量为1－2.5％，电解金属锰的含量为1－3.5％，铝镁合金粉的质量百分比为1－3％，45#硅铁的质量百分含量为1－4％，氟化钙的质量百分含量为2－4％，稀土铈的质量百分含量为2－5％，余量为镍粉；稀土铈的粉末粒度为200目，其余粉末粒度均为80目；金属芯焊丝的填充率为23－30％。
2.按照权利要求1所述的一种GH3030高温合金用金属芯焊丝，其特征在于，焊丝的直径范围为1.2-2.5mm。
3.按照权利要求1所述的一种GH3030高温合金用金属芯焊丝，其特征在于，用于氩弧焊接、MIG焊和MAG焊。
4.按照权利要求1所述的一种GH3030高温合金用金属芯焊丝，其特征在于，，其熔敷金属的化学成分范围如下(质量百分含量)：C：≤0.12％，Si：≤0.8％，Mn：≤0.7％，S≤0.020，P≤0.030，Cr：19-22％，Nb:0.15-0.35％，Al：≤0.15％，Fe：≤1.5％，Re:0.02-0.08％，Ni:余量。
5.按照权利要求1所述的一种GH3030高温合金用金属芯焊丝的应用，用于GH3030高温合金的焊接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211555123.2A CN115922141A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211555123.2A CN115922141A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115922141A true CN115922141A (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=86697184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211555123.2A Pending CN115922141A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115922141A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120057485A (ko) * | 2010-11-12 | 2012-06-05 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 용접용 Ｎｉ기 합금 솔리드 와이어 |
| CN103464873A (zh) * | 2013-09-27 | 2013-12-25 | 山东大学 | 一种钛合金与镍基高温合金的电弧焊工艺 |
| JP5763859B1 (ja) * | 2014-11-07 | 2015-08-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ |
| CN105081620A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-11-25 | 北京工业大学 | 一种适用于全位置焊接的镍基625药芯焊丝 |
| CN105149812A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-16 | 山东聚力焊接材料有限公司 | 合金焊丝及其制备方法 |
| CN105643141A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-08 | 北京金威焊材有限公司 | 镍基合金用的药芯焊丝 |
| CN106077997A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-11-09 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种用于抗熔盐腐蚀镍基高温合金熔化焊的焊料 |
| CN106363313A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-02-01 | 四川大学 | 焊芯中添加稀土元素的超低温钢用镍基焊条及其制备方法 |
| CN114769932A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-22 | 天津沃盾耐磨材料有限公司 | 一种镍基合金药芯焊丝及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-05 CN CN202211555123.2A patent/CN115922141A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120057485A (ko) * | 2010-11-12 | 2012-06-05 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 용접용 Ｎｉ기 합금 솔리드 와이어 |
| CN103464873A (zh) * | 2013-09-27 | 2013-12-25 | 山东大学 | 一种钛合金与镍基高温合金的电弧焊工艺 |
| JP5763859B1 (ja) * | 2014-11-07 | 2015-08-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ |
| CN105081620A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-11-25 | 北京工业大学 | 一种适用于全位置焊接的镍基625药芯焊丝 |
| CN105149812A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-16 | 山东聚力焊接材料有限公司 | 合金焊丝及其制备方法 |
| CN105643141A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-08 | 北京金威焊材有限公司 | 镍基合金用的药芯焊丝 |
| CN106077997A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-11-09 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种用于抗熔盐腐蚀镍基高温合金熔化焊的焊料 |
| CN106363313A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-02-01 | 四川大学 | 焊芯中添加稀土元素的超低温钢用镍基焊条及其制备方法 |
| CN114769932A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-22 | 天津沃盾耐磨材料有限公司 | 一种镍基合金药芯焊丝及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102237760B1 (ko) | 초내열합금의 융접용 석출 경화형 니켈계 용접 재료 | |
| Shiri et al. | Gas tungsten arc welding of CP-copper to 304 stainless steel using different filler materials | |
| JP4780189B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金 | |
| KR101632520B1 (ko) | 이음매 없는 오스테나이트계 내열 합금관 | |
| EP2902516A1 (en) | A weld filler for nickel-base superalloys | |
| JP5244059B2 (ja) | 溶接ソリッドワイヤおよび溶接金属 | |
| KR101764040B1 (ko) | 피복 아크 용접봉 | |
| JPWO2020203336A1 (ja) | ガスメタルアーク溶接用ソリッドワイヤおよびガスメタルアーク溶接方法 | |
| CN112496592B (zh) | 一种15-5ph马氏体沉淀硬化不锈钢金属芯焊丝 | |
| JP6418365B1 (ja) | サブマージアーク溶接用Ｎｉ基合金ワイヤ、及び溶接継手の製造方法 | |
| JP3850764B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接ワイヤ | |
| JP4930048B2 (ja) | 重ね隅肉溶接継手の継手疲労強度を向上するプラズマアークハイブリッド溶接方法 | |
| JP3433891B2 (ja) | Ｐ添加薄板鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤおよびｍａｇ溶接方法 | |
| CN103962748A (zh) | 耐热高温镍基合金焊丝及焊接方法 | |
| CN113001057A (zh) | 一种高强耐点蚀含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝及制备方法 | |
| CN114845835A (zh) | 镍基合金药芯焊丝 | |
| JPH06142980A (ja) | 高温強度の優れたオーステナイト鋼用溶接材料 | |
| CN115922141A (zh) | 一种高抗裂性能的gh3030高温合金用金属芯焊丝 | |
| CN115070169A (zh) | 一种7%Ni储罐钢的钢板焊接方法 | |
| CN114654056A (zh) | 一种镍合金与镍基铸钢异种钢焊接方法 | |
| Açar et al. | Analysis of mechanical and microstructural characteristics of AISI 430 stainless steel welded by GMAW | |
| JPH10146692A (ja) | Ｎｉ基合金用不活性ガスアーク溶接材料 | |
| EP4357050A1 (en) | High gamma prime nickel based welding material for repair and 3d additive manufacturing of turbine engine components | |
| JP3819101B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄と軟鋼との溶接接合用溶接材料及び球状黒鉛鋳鉄の溶接補修用溶接材料 | |
| JPS63180377A (ja) | 溶接継手の製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |