[发明专利]一种核电压力容器用钢的焊接材料及其制备方法和一种焊接方法

说明书

本发明属于金属焊接技术领域，具体涉及一种核电压力容器用钢的焊接材料及其制备方法和一种焊接方法。本发明提供的焊接材料，包括铜表层和芯材，所述芯材包括以下质量含量的组分：C 0.05～0.06％，Mn 1.6～1.7％，Cr 1.5～1.6％，Ni 2.6～2.7％，Mo 0.55～0.6％，P≤0.020％，S≤0.015％和余量的Fe。采用上述焊接材料，在电流为530～540A，电压为28～29V，焊接速度为42～45cm/min，平均热输入为20～22kJ/cm的条件下进行焊接，能够使焊缝熔敷金属的抗拉强度达到900MPa以上，屈服强度达到800MPa以上。

技术领域

本发明属于金属焊接技术领域，具体涉及一种核电压力容器用钢的焊接材料及其制备方法和一种焊接方法。

背景技术

SA508-4N钢比SA508-3钢具有更强的淬透性和更优良的低温冲击韧性，其综合力学性能优良，可解决大容量核电压力容器生产中钢锭重量大、淬透深度小、组织性能不均等问题，因此，有望成为新一代核电压力容器用钢。但SA508-4N钢在商业应用前需要解决焊接问题，而关于SA508-4N钢的焊接问题，目前还未得到解决。若将现有的焊接工艺用于SA508-4N钢的焊接，焊接接头的强度较低，影响SA508-4N钢的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电压力容器用钢的焊接材料及其制备方法和一种焊接方法，本发明提供的焊接材料与核电压力容器用钢的组分相匹配，利用所述焊接材料对核电压力容器用钢进行焊接，可提高焊缝熔敷金属的强度，延长核电压力容器用钢的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电压力容器用钢的焊接材料，包括铜表层和芯材，所述芯材包括以下质量含量的组分：C 0.05～0.06％，Mn 1.6～1.7％，Cr 1.5～1.6％，Ni 2.6～2.7％，Mo 0.55～0.6％，P≤0.020％，S≤0.015％和余量的Fe。

优选的，所述铜表层的厚度为0.3～0.5μm；所述焊接材料为焊丝，所述焊丝的直径为5.0、4.0、3.2、2.5或2.0mm。

本发明提供了上述技术方案所述焊接材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将权利要求1或2所述的焊接材料对应组分的原料进行混合熔炼，再将混合熔炼所得合金熔体进行浇铸，得到钢锭；

(2)将所述步骤(1)得到的钢锭依次进行锻造和轧制，得到盘条；

(3)对所述步骤(2)得到的盘条依次进行表面处理和拉拔，得到芯材；

(4)在所述步骤(3)得到的芯材表面电镀铜，得到核电压力容器用钢的焊接材料。

优选的，所述步骤(1)中浇铸的温度为1545～1575℃。

优选的，所述步骤(2)中锻造和轧制的温度独立地为1160～1220℃。

优选的，所述步骤(3)中表面处理包括依次进行的去除氧化物和涂覆硼砂膜。

本发明提供了一种焊接方法，包括以下步骤：

对核电压力容器用钢的待焊接部位进行预热；

利用焊接材料对所述待焊接部位进行焊接；焊接电流为530～540A，焊接电压为28～29V，焊接速度为42～45cm/min，平均热输入为20～22kJ/cm；

对焊接后的核电压力容器用钢进行热处理；

所述焊接材料为上述技术方案所述的焊接材料或者上述技术方案所述制备方法制备得到的焊接材料。