[发明专利]一种用于Ni钢焊接的电焊条

说明书

技术领域

本发明涉及属于焊接材料技术领域，尤其是涉及一种用于Ni钢焊接的电焊条。

背景技术

已知的，3.5%Ni钢板在石油化工、煤化工等领域用量较大，但其使用条件苛刻，对与其相配套的焊条要求也较高。但这类焊条普遍存在低温冲击韧性较低问题，给承压设备的施工建造带来很多麻烦。目前国内外与低温钢焊条相关的专利并不多，检索到的专利有：（1）一种﹣70℃铁素体型低温钢专用焊条（公开号：CN101879672A）。此专利提出的焊条主要适用于﹣70℃低温钢的焊接，不适合3.5%Ni钢﹣101℃焊接。与本发明专利应用的领域差别较大。

发明内容

本发明的目的是公开一种具有高韧性、全位置焊、配3.5%Ni钢板用低温钢焊条，在620℃×1h热处理后，熔敷金属具有室温抗拉强度为550～590MPa，良好的低温冲击韧性，-101℃的V型冲击功平均值达到130J以上，焊条的焊接工艺性也较优良，而且成本较低，具有较大的市场推广前景和较好的经济效益。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于Ni钢焊接的电焊条，该耐热钢焊条包括H08E焊芯和药皮，所述药皮中含有成分重量百分比构成如下：大理石：20～30%、萤石：13～30%、金红石：3～5%、铁粉：8～12%、纯碱：1～2%、硅铁：2～4%、锰铁：2～4%、金属镍：5～7%、钛铁：1～3%、硅微粉：1～3%、金云母：1～3%、锆英砂：1～2%、纯钠水玻璃：17～21%。

本发明所述纯钠水玻璃的模数为3.2，波美度在20℃时为43～48Be。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明专利采用CaO-CaF₂-SiO₂-TiO₂碱性渣系，以药皮方式过渡合金元素，焊缝金属为3.5Ni合金系，焊芯采用低S、P的H08E焊芯，药皮以碳酸盐、氟化物、脱氧剂、粘结剂及合金为主，同时添加少量的硅酸盐与改善压涂性的物质。各组分在药皮中的主要作用如下：

大理石：主要作用是造渣、造气、稳弧、降氢，提高熔渣碱度，增大熔渣表面张力和界面张力。大理石加入量少于20%时，对熔敷金属保护不充分，稳弧性也较差；加入量大于30%时，会降低焊接速度，铁水变黏，易使焊缝内产生气孔。

萤石：主要作用是造渣。适量的添加可调整熔渣的熔点和黏度，增加其流动性，以达到活化熔池、改善脱渣和除氢的目的。萤石加入量低于13%时，铁水较黏，熔敷金属的扩散氢含量偏高；加入量大于30%时，电弧稳定性变差。

金红石：主要作用是造渣，改善熔渣流动性，还能起到稳弧作用。加入量过少，效果不明显；加入量过多，影响力学性能，本发明加入量3～5%。

硅微粉：主要作用是造渣，细化熔滴，调整熔渣的黏度和增加渣的活泼性。经试验合适的范围是1～3%。

金云母：主要作用改善压涂性，同时还能稳定电弧，增加药皮的透气性。金云母加入量大于3%时，熔敷金属的扩散氢含量偏高；加入量低于1%时，焊条的压涂性变差。

锰铁：起到脱硫脱氧作用，同时也向焊缝中过渡Mn元素，提高焊缝强度。根据熔敷金属成分要求，加入量2～4%。

硅铁：起到脱氧作用，能加速焊条熔化，脱氧产物参与造渣，提高熔渣的流动性，同时也向焊缝中过渡Si元素。加入量大于4%时，焊缝中的Si元素偏高，焊缝的冲击韧性变差；加入量低于2%时，焊缝脱氧不充分，渣的流动性也变差。

钛铁：主要起到脱氧的作用。同时在焊接时具有防止晶粒粗大，细化晶粒的作用。钛铁的加入量大于3%时，焊条的制造成本提高，但对继续改善焊条的焊接工艺性和焊缝金属的力学性能，并没有明显的作用；加入量低于1%时，对焊缝金属的晶粒细化作用不明显，焊缝金属的力学性能变差。

铁粉：主要作用是提高熔敷效率，加入量低于8%效果不明显，经试验本发明合适范围是8～12%。

金属镍：主要作用是过渡合金元素。根据熔敷金属成分要求，加入量5～7%。

纯碱：增加药皮的滑润性，使药粉不易快干，同时也有一定稳弧的作用。纯碱加入量大于2%时，焊条容易吸潮；加入量低于1%时，改善压涂性的作用不明显。

锆英砂：主要是造渣剂，并与其它粉料配合使用可改善脱渣性。锆英砂含量低于1%时，熔渣脱渣性不好；锆英砂含量过高时，增加焊条成本。本发明加入量1～2%。