[发明专利]一种适用于全位置焊接的镍基625药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于材料加工工程技术领域，具体涉及一种适用于全位置焊接的镍基625药芯焊丝。

技术背景

国际镍业研究组织(INSG)及世界金属统计局(WBMS)报告显示，全球的镍产消比逐渐降低，世界各国对镍的需求量逐年增大。镍基合金因其优异的高温力学性能、抗高温腐蚀能力，广泛的应用于航空航天工业、核电、海洋采油等行业中。Inconel 625(Ni-Cr-Mo-Nb)合金是一种具有优异耐腐蚀性的镍基高温合金，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备等，且具有壁温在﹣196～450℃的压力容器的制造认证，是当今世界使用最广的一种镍基合金之一。

镍基625合金在焊接过程中存在焊缝熔敷金属流动性差、熔深浅、热裂纹敏感性高等特点，极易产生气孔、未焊透、热裂纹等缺陷。目前，与镍基625合金母材成分相匹配的镍基药芯焊丝，仅限于在80％Ar+20％CO₂的保护气体下平焊或横焊下使用，且存在脱渣难、气孔敏感性大、热裂纹倾向大等缺陷，大大地限制了高效焊接镍基625合金。因此，本发明研制出一种工艺性能优良，抗气孔性、抗热烈纹性好，液态熔敷金属高温流动性好且适用于100％CO₂或混合气体保护条件下全位置焊接的镍基625药芯焊丝具有重要的意义。

本发明研制了一种适用于100％CO₂或(20-50)％CO₂+(80-50)％Ar的保护气体条件下全位置焊接的镍基625药芯焊丝，符合AWS A5.34中ENiCrMo3T1-1和ENiCrMo3T1-4的要求，焊后焊缝熔敷金属抗气孔性、抗热裂纹性好，焊接工艺优良，焊缝成型美观。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种具有极佳焊接工艺性、抗气孔和抗热裂纹性，焊缝成形美观的二氧化碳或混合气体保护用全位置焊接的镍基625药芯焊丝。

一种适用于全位置焊接的镍基625药芯焊丝，其特征在于，采用镍带625作为包覆层时，镍带优选的宽度为：8-12mm，镍带的厚度为0.2-0.9mm，具体成分要求参照国家标准《GB/T 2072-2007镍及镍合金带材》；药芯的组分及其重量百分比为：TiO₂：3-12％，SiO₂：1-6％，ZrO₂：0.1-3％，MnO₂：0.1-3％，Al₂O₃：0.1-5％，MgO：0.1-2％，NbO：2-6％；Fe₂O₃:2-4％，Cr：15-30％，Mo：5-15％，Nb：3-8％，MoFe：1-6％，Co：0-2％，Ce：0-1％，余量为镍粉及不可避免的杂质，药芯焊丝中的填充率为15-40％。

进一步，药粉中TiO₂的含量小于10％，SiO₂的含量大于2％，ZrO₂在0.5-2.8％之间，MnO₂在0.5-2.8％之间，Ce的含量在0-0.8％之间。

进一步，TiO₂/ZrO₂的质量比在2.3-3.3之间，SiO₂/ZrO₂的质量比在0.9-1.5之间，(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)/MnO₂的质量比在5-13之间，NbO/Fe₂O₃的质量比在0.9-1.6之间。

进一步，药芯焊丝中杂质S的含量控制在0.005％以下，P的含量控制在0.015％以下，S+P的质量在0.005-0.02％之间；Fe的含量控制在3％以下。

进一步，TiO₂与ZrO₂的质量比例控制在2.3-3.3之间，SiO₂与ZrO₂的质量比例控制在0.9-1.5之间，(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)与MnO₂的质量比例控制在5-13之间，具有良好的焊接工艺性能，焊缝成形美观；

进一步，NbO/Fe₂O₃的质量比控制在0.9-1.6之间，焊缝金属脱渣性好。