[发明专利]一种碱性渣系的焊缝金属控Cr且具有抗FAC能力的低合金钢焊条

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，更具体的说，涉及一种用于核电管道WB36CN1钢配套的碱性渣系的焊缝金属控Cr且具有抗FAC能力的低合金钢焊条。

背景技术

随着我国电力工业的高速发展，核电站因其高效、经济、清洁等优点成为电力发展的重要部分。但核电建设用的钢材及焊接材料长期以来一直依赖进口，严重制约了我国核电工业的发展。为此，岭澳二期核电站常规岛设计时，提出钢材国产化的课题。目前适用于核电常规岛主蒸汽、主给水管的钢材已基本国产化（牌号为WB36CN1）。

由于WB36CN1钢主要使用于核电站350℃以下的给水管道、集箱等结构的焊接。比较核电用钢管与火电用钢管的差异。可以了解到，核电用钢管在核电站运行过程中承受的压力和温度比火电站低，但其管道内介质（饱和蒸汽或微过热蒸汽）的流速、流量比火电站大（约1.5倍左右）。产生因输送蒸汽和水的流动速度较高而导致的“FAC”（流动加速的腐蚀），造成管道内表面具有保护功能的氧化膜在大量的、高速流动的汽水冲刷下变薄或脱落，使钢基体的耐蚀性变差。

为了提高核电用钢管抗“FAC”的能力，国内外这方面的专家通过研究，认为钢中加入一定量的“Cr”可以提高抗“FAC”的能力。FAC可以分成两个连续的过程：氧化物/水界面可溶性铁离子的产生过程和铁离子穿过扩散边界层的扩散过程。由于FAC的发生跟部件表面的保护性氧化膜的溶解有关，当部件表面的氧化膜足够致密，以至于物质传输过程无法进行时，FAC也就不会发生，而相同情况下，氧化铬的致密度要大于氧化铁。

由于WB36CN1钢是在WB36钢的基础上加以控“Cr”而形成的新型钢种，控“Cr”的目的是为了提高钢材抗汽水冲蚀能力，即抗“FAC”的能力。目前国内外还没有专门针对其成分和性能研制的焊接材料。

因此，作为WB36CN1钢配套的焊条PP-J607CrNiMo在合金系统的选择上应尽可能与WB36CN1钢化学成分相接近。所选择合金元素必须满足焊缝金相组织的需要及焊接冶金的特点。同时在抗“FAC”能力方面与WB36CN1钢相匹配。即实行控“Cr”的要求。

本发明针对WB36CN1钢的化学成分、力学性能等技术要求进行试验、研究，研制一种与WB36CN1钢性能达到良好匹配的低合金钢电焊条。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱性渣系的焊缝金属控Cr且具有抗FAC能力的低合金钢焊条，该焊条在焊接过程中具有良好的焊接工艺性能，且焊缝有良好的强度、冲击韧性和抗FAC等性能。

为了实现上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种碱性渣系的焊缝金属控Cr且具有抗FAC能力的低合金钢焊条，所述低合金钢焊条由焊芯和药皮组成，其特征在于：所述焊芯含有以下质量百分含量的成分：

C：         0~0.10%，

Mn：        1.00%~1.60%，

Si：        0~0.50%，

Cr：        0.15%~0.35%，

Ni：        0.60%~1.20%，

Mo：        0.15%~0.35%，

Ti：        0~0.007%，

S：         0~0.010%，

P：         0~0.015%；

余量为Fe。

在本发明的一优选实施例中，所述药皮由以下质量百分含量的组分组成：

大理石：     20~40%，

萤石：       15~25%，

石英：       2~8%，

天然金红石： 2~6%，

铁粉：       20~30%，

金属锰：     4~6%，

硅铁：       4~6%，

铬铁：       0.5~1.5%，

钼铁：       1~2%，

镍：         1.5~3.5%。

在本发明的一更优选实施例中，所述药皮由以下质量百分含量的组分组成：

大理石：     25%，

萤石：       25%，

石英：       4%，

天然金红石： 4%，

铁粉：       30%，

金属锰：     4%，

硅铁：       3%，

铬铁：       2%，