專利名稱：超低溫高韌性奧氏體焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接材料領(lǐng)域，特別是涉及一種超低溫高韌性的奧氏體焊條。
背景技術(shù)：
近些年來，隨著工業(yè)的高速發(fā)展，能源問題已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點。陸地上的能源已經(jīng)大量開采，如果缺乏能源，將會嚴重制約工業(yè)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，因此世界各國將目標鎖定在海洋里的石油和天然氣的開采，不斷地為我們提供穩(wěn)定的能量資源； 要開發(fā)海洋資源必須建造相配套的海洋結(jié)構(gòu)，這不僅需要采用優(yōu)良的鋼種，也需要相配套的焊接材料進行連接；能源大多在深海海域，因此特別要求材料不但要具有優(yōu)異的耐低溫性，而且能夠應(yīng)對海洋中各種酸的腐蝕；同樣，國內(nèi)生產(chǎn)的一些低溫設(shè)備，如低溫儲罐，也需要具有優(yōu)異的耐低溫性和耐蝕性；因此迫切需要一種超低溫韌性優(yōu)良、耐蝕性良好的焊接材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超低溫高韌性奧氏體焊條，具有優(yōu)異的超低溫沖擊韌性和優(yōu)良的耐腐蝕性能。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超低溫高韌性奧氏體焊條，由焊芯和藥皮構(gòu)成，藥皮涂敷于焊芯外壁，所述藥皮占焊條總重量的重量系數(shù)為0. 4 0. 5，以焊芯總重量為基準，按重量百分比計，所述焊芯由如下組分組成C :0· 006 0. 015% ；Si :0· 08 0. 20% ；Mn :1· 8 2. 25% ；Cr :18. 5 21. 0% ；Ni :9. 0 10. 0% ；P :0· 008 0. 015% ；S :0· 008 0. 015% ；Fe:余量。以藥皮總重量為基準，按重量百分比計，所述藥皮由如下組分組成金紅石25 40%;鈦白粉1 4%;鉀長石3 12%;云母5 15%;碳酸鈣5 15%;碳酸鋇3 8%;氟化鈣2 8%;
氟化鈉3 8%;電解錳2 6%;金屬鉻5 12%;金屬鎳1 4%;鉬鐵1 4%;氧化鑭0.01 1. 5%。作為本發(fā)明的進一步改進，以藥皮總重量為基準，按重量百分比計，所述藥皮的組分優(yōu)選如下金紅石:2S 35% ；
鈦白粉1 4% ；
鉀長石3 9% ；
云母5 13% ；
碳酸鈣5 10% ；
碳酸鋇3 8% ；
氟化鈣4 8% ；
氟化鈉3 8% ；
電解錳2 6% ；
金屬鉻5 12% ；
金屬鎳1 4% ；
鉬鐵1 4% ；
氧化鑭0.01-1. 15%具體分析本發(fā)明中藥皮各組分在焊條中各自發(fā)揮的性能如下金紅石的氧化性比較弱，熱脫渣性好，電弧穩(wěn)定，熔池平靜，使金屬以細霧狀過渡， 方向焊接性好，可使焊縫成型美觀，熔渣覆蓋好，抗氣孔性好；鈦白粉的主要作用是穩(wěn)弧，使熔池平靜，少飛濺，有導(dǎo)電性，使操作方便，可形成短渣，對于立、仰焊有顯著效果，能產(chǎn)生活潑的熔渣，均勻覆蓋在焊縫上保護焊縫，脫渣容易， 結(jié)晶速度快，可使焊波細致；鉀長石的主要作用是穩(wěn)弧、造渣，適量有利于脫渣，但過多會減慢焊速、增加渣的粘度，因此將鉀長石的用量定在藥皮重量的3 9%最佳；云母的主要作用是穩(wěn)弧、造渣，富有彈性，有利于焊條生產(chǎn)，可增加藥皮透氣性，故對藥皮易開裂和發(fā)紅有防止作用，但過多過粗的云母可使藥皮疏松，焊條易破頭及擦傷，同時會使藥皮過于干粗，表面質(zhì)量差，因此將云母的用量定在藥皮重量的5 13%最佳；碳酸鈣和碳酸鋇同屬碳酸鹽，其主要作用是造渣、造氣；造渣的主要目的是保護焊接熔池及改善焊縫成型；造氣的主要目的是在電弧高溫作用下，能進行分解，放出氣體，以保護電弧及熔池，防止周圍空氣中的氧和氮的侵入；氟化鈣和氟化鈉同屬氟化物，其主要作用是造渣，脫氫，調(diào)節(jié)粘度，改善熔渣覆蓋性；但氟化物加多會使焊接煙塵量明顯增多；電解錳的主要作用是脫氧和向焊縫中滲入合金元素；金屬鉻和金屬鎳的主要作用是向焊縫中滲入合金元素；
鉬鐵的主要作用是向焊縫中滲入合金元素；氧化鑭的主要作用是細化晶粒，改變夾雜物的形狀、數(shù)量及分布，從而減少其對韌性和抗裂性的有害作用；同時也具有一定的脫氫能力。上述組分的超低溫高韌性的奧氏體焊條，具有優(yōu)異的超低溫高韌性，特別是在_196°C的超低溫環(huán)境下，其沖擊值可達到33J以上。本發(fā)明中藥皮采用TiO2-SiO2-CaO渣系，因而具有十分優(yōu)異的焊接工藝性能；熔敷金屬具有良好的機械性能，尤其具有優(yōu)良的耐低溫型；熔敷金屬的鐵素體數(shù)范圍嚴格控制在3-5，這樣既可以減少由于鐵素體帶來的脆性，也可以通過鐵素體吸收雜質(zhì)元素，從而提高其抗熱裂性能；在藥皮中添加少量的氧化鑭，不但可以通過細化晶粒來提高強度和韌性，還可以通過改變夾雜物的形狀、數(shù)量及分布來減少其對韌性和抗裂性的有害作用，同時稀土元素La —方面可以提高MnS的熔點，另一方面與S形成高熔點的化合物，這兩方面都有利于提高抗熱裂性。本發(fā)明的有益效果是綜上所述，本發(fā)明的電焊條焊接電弧穩(wěn)定、焊縫成型美觀、 波紋細膩、飛濺極少、脫渣容易，可采用交直流電源，適合于全位置焊接；其熔敷金屬具有較好的機械性能，尤其具有優(yōu)異的超低溫沖擊韌性，在-196°C可獲得33J以上的沖擊值；將熔敷金屬的鐵素體數(shù)嚴格控制在3-5，這樣不但可以保證具有良好的抗熱裂性能，而且可以減少由于鐵素體帶來的脆性。
具體實施例方式本發(fā)明由焊芯和藥皮相結(jié)合，其焊芯采用Cr-Ni-Mn型合金系，其組分如下表(重量百分比)
CSiMnCr0. 006-0. 0150. 08-0. 201. 80-2. 2518. 5-21. 0NiPSFe9. 0-10. 00. 008-0. 0150.008-0. 015余量其藥皮采用Ti02-Si02-Ca0渣系，其組分如下表(重量百分比)
權(quán)利要求
1. 一種超低溫高韌性奧氏體焊條，由焊芯和藥皮構(gòu)成，藥皮涂敷于焊芯外壁，其特征在于所述藥皮占焊條總重量的重量系數(shù)為0. 4 0. 5，以焊芯總重量為基準，按重量百分比計，所述焊芯由如下組分組成 C 0. 006 0. 015% ； Si 0. 08 0. 20% ； Mn 1. 8 2. 25% ； Cr 18. 5 21. 0% ； Ni 9. 0 10. 0% ； P 0. 008 0. 015% ； S 0. 008 0. 015% ； Fe 余量；以藥皮總重量為基準，按重量百分比計，所述藥皮由如下組分組成金紅石2￡ 40%鈦白粉1 4% ；鉀長石3 12%云母5 15% ；碳酸鈣5 15%碳酸鋇3 8% ；氟化鈣2 8% ；氟化鈉3 8% ；電解錳2 6% ；金屬鉻5 12%金屬鎳1 4% ；鉬鐵1 4% ；氧化鑭0.01 1.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫高韌性奧氏體焊條，其特征在于以藥皮總重量為基準，按重量百分比計，所述藥皮由如下組分組成金紅石28 35%鈦白粉1 4% ；鉀長石3 9% ；云母5 13% ；碳酸鈣5 10%碳酸鋇3 8% ；氟化鈣4 8% ；氟化鈉3 8% ；電解錳2 6% ；金屬鉻5 12%金屬鎳1 4% ；鉬鐵1 4% ；氧化鑭0. 01-1. 15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超低溫高韌性奧氏體焊條，由焊芯和藥皮構(gòu)成，藥皮涂敷于焊芯外壁，藥皮占焊條總重量的重量系數(shù)為0.4～0.5，按重量百分比計，焊芯采用Cr-Ni-Mo-Mn型合金系，其組分為0.006～0.015％的C、0.08～0.20％的Si、1.80～2.25％的Mn、18.5～21.0％的Cr、9.0～10.0％的Ni、0.008～0.015％的P、0.008～0.015的S和余量的Fe；藥皮采用TiO2-SiO2-CaO渣系，其組分為25～40％的金紅石、1～4％的鈦白粉、3～12％的鉀長石、5～15％的云母、5～15％的碳酸鈣、3～8％的碳酸鋇、2～8％的氟化鈣、3～8％的氟化鈉、2～6％的電解錳、5～12％的金屬鉻、1～4％的金屬鎳、1～4％的鉬鐵和0.01～1.5％的氧化鑭。本發(fā)明具有優(yōu)異的焊接工藝性能，且熔敷金屬的機械性能穩(wěn)定，尤其是超低溫的沖擊韌性尤其出色。
文檔編號B23K35/30GK102528320SQ20101060824
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者王登峰, 蔡鴻祥, 陳國棟 申請人:昆山京群焊材科技有限公司