一種焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條的製作方法
2023-06-01 10:57:21
一種焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條的製作方法
【專利摘要】本申請公開了一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料：白雲石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1-10份，鈦鐵2-6份，錳鐵1-10份，長石3-15份，白泥2-10份，雲母1-2份，所述焊芯包括以下成分：碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，矽0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數均為重量份數。本申請鈦鈣焊條是用於電弧焊接雙相不鏽鋼的焊接材料，熔池流動性好，焊後脫渣容易，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細緻美觀。
【專利說明】一種焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條
【技術領域】
[0001]本申請涉及焊接領域，具體是一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條。
【背景技術】
[0002]雙相不鏽鋼是一種加氮的雙相不鏽鋼，是由21%鉻、2.5%鉬和4.5%鎳氮合金構成的複式不鏽鋼，最主要合金元素是Cr、N1、Mo和N，可以耐中等強度的均勻腐蝕和氯應力腐蝕斷裂。由於兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，使雙相不鏽鋼兼有鐵素體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的優點，它將奧氏體不鏽鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不鏽鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起，正是這些優越的性能使雙相不鏽鋼作為可焊接的結構材料發展迅速，80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不鏽鋼並列的一個鋼。
[0003]雙相不鏽鋼由於以下優點:
I)類屈服強度比普通奧氏體不鏽鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。
[0004]2)在許多介質中應用最普遍的2205雙相不鏽鋼的耐腐蝕性優於普通的316L奧氏體不鏽鋼，而超級雙相不鏽鋼具有極高的耐腐蝕性。
[0005]3)比奧氏體不鏽鋼的線膨脹係數低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義和實際應用價值。
[0006]雙相不鏽鋼在中國最早使用於煉油工業，在南京，鎮海，天津，濟南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯裡(或複合板)、塔內構件、空冷器和水冷器等，最長的已使用20年。
[0007]但是，目前市場上還沒有專用手工電弧焊接雙相不鏽鋼的焊接材料，因此研宄雙相不鏽鋼匹配，同時提高焊縫衝擊韌性，解決焊後焊縫韌性不足的焊接材料是十分必要的。
[0008]例如申請號為201310026090.7，申請名稱一種鈦鈣型焊條，涉及了一種鈦鈣型焊條，包括焊芯和藥皮，藥皮按重量百分比由以下材料組成:白雲石6%~25%，螢石2[8%，金紅石30%~45%，鈦白粉1%~8%，鈦鐵2%~8%，錳鐵2%~10%，長石5%~20%，白泥2%~ 10%，白土子2°/『7%，雲母1~2%，上述各組分的重量百分比之和為100% ;焊芯按重量百分比由以下組分組成:碳 0.02%-0.03%，錳 1.25%-1.6%，矽 0.2%~0.3%，鉻 20%~23%，鎳 8.5%~9.5%，鋁
2.5%~4.0%，氮0.15-0.20%，硫〈0.01%，磷〈0.02%，餘量為鐵，上述各組分的重量百分比之和為100%。與現有常規配料方法相比，本發明焊條焊後脫渣容易，熔渣覆蓋均勻。
[0009]再例如申請號為201110174519.8，發明名稱一種新型的鈦鈣型結構鋼焊條，涉及一種新型的鈦鈣型結構鋼焊條，其特徵在於它以H08A盤條作為焊芯原料，焊條藥皮的配方由還原鈦鐵礦、矽灰石、金紅石、中碳錳鐵、白泥、海泡石、長石、雲母、大理石、棉、回木粉、細雲母組成，重量百分比為:還原鈦鐵礦35-42%，矽灰石6-9%，金紅石12-16%，白泥4_6%，海泡石5_8%，長石7_10%，75Γ母4_7%，大理石4_7%，中碳猛鐵7_10%，回木粉1_3%，棉1_3%，細雲母1-3%。優越性:本發明研製的焊條具有良好的力學性能和全位置焊接工藝性能，採用該焊條焊接低碳鋼及42公斤級的低合金鋼，可交直流兩用，焊接時，電弧柔和，操作輕鬆應手，引弧及再引弧非常容易，飛濺極少，脫渣容易、焊波成形細緻、美觀，特別利於焊工操作。
【發明內容】
[0010]本申請要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣型焊條，該鈦鈣型焊條熔敷金屬的力學性能和工藝性能良好。
[0011]為解決上述技術問題，本申請採用的技術方案是:
一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白雲石5-30份，螢石2_7份，金紅石30-40份，欽白粉1-10份，欽鐵2_6份，猛鐵1_10份，長石3-15份，白泥2-10份，雲母1-2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，矽0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數均為重量份數。
[0012]用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，所述藥皮包括以下材料:白雲石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，雲母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳I份，矽0.15份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數均為重量份數。
[0013]用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，所述藥皮包括以下材料:白雲石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，雲母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，矽0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數均為重量份數。
[0014]用於焊接雙相不鏽鋼的鈦媽焊條，所述焊條的外徑為3.8mm-5.0mm。
[0015]所述焊條的焊接電流為110-300A。
[0016]與現有技術相比，本藥芯焊條具有以下優點:
1、焊縫成形好，煙塵小，飛濺小；
2、適用焊接電流大，電弧穩定；
3、本申請鈦鈣焊條是用於電弧焊接雙相不鏽鋼的焊接材料，熔池流動性好，焊後脫渣容易，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細緻美觀。
【具體實施方式】
[0017]為使本申請的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本申請實施例對本申請的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本申請的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
[0018]本申請的藥芯焊條克服焊縫氣孔等相關問題。藥芯焊條的填料組合物含有氧化鈦作為主要熔渣形成劑、含氟化合物用來調節在焊接過程中所形成熔渣的性能，以便減少或者消除焊縫中的氣孔。填料組合物中可以使用許多類型的含氟化合物。
[0019]實施例1
一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，包括:焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白雲石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1_10份，鈦鐵2_6份，錳鐵1_10份，長石3-15份，白泥2-10份，75:母1-2份。
[0020]所述焊芯包括:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，矽0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數均為重量份數。
[0021]焊條的外徑為3.8mm_5.0mm。
[0022]焊條的焊接電流為110-300A。
[0023]實施例2
一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，藥皮包括以下材料:白雲石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，雲母2份。
[0024]所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳I份，矽0.1 5份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數均為重量份數。
[0025]焊條的外徑為4.0mm。
[0026]焊條的焊接電流為150-250A。
[0027]實施例3
一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，藥皮包括以下材料:白雲石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，雲母2份。
[0028]所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，矽0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數均為重量份數。
[0029]焊條的外徑為4.5mm。
[0030]焊條的焊接電流為180-300A 藥皮中各個組分的作用:
白雲石:白雲石的主要的成分為CaMg (CO3)2，在焊條藥皮中起到碳酸鹽的作用，其作用主要為造氣和造渣，此外其還對穩弧性能產生一定的影響，其主要的氧化產物CaO對焊縫金屬的脫硫與脫磷有很大的作用；白雲石在焊條藥皮中其還起到鎂鹽的作用，對提高焊縫的塑韌性比單純的鈣鹽更加有利，並且可以大大的改善熔渣的透氣性，即提高了抗氣孔的能力。
[0031]螢石:螢石的主要作用是造渣和降氫，在焊條藥皮中被較為廣泛的使用。在CaO較多的熔渣中，它能改善熔渣的性能，降低熔點換和粘度，增加熔渣的流動性，使焊縫中的氣體易於逸出；與氫結合成HF而揮發，脫硫和減少白點傾向。
[0032]金紅石:金紅石的主要成分是T12,它是很好的造渣劑，也是極好的粘塑劑，能使熔渣變成短渣，有利於改善焊條的焊接工藝性能。
[0033]鈦白粉:鈦白粉能使藥皮具有良好的塑性，改善焊條壓塗工藝性能，鈦白粉與金紅石的比例保持在3.5:1左右時，基本上可以取得取長補短，同時以部分鈦白粉代替金紅石，還可以增加焊條藥皮的塗鍍性。鈦白粉同時也是很好的造渣劑和粘塑劑，能使熔渣變成短渣，有利於改善焊條的焊接工藝性能。
[0034]鐵合金:鐵合金在本申請的焊條藥皮中包括鈦鐵和錳鐵。鈦鐵是主要的脫氧劑，且可以保護錳少受氧化而過渡到熔池，脫氧後的產物T12有較強的稀渣作用。並且鈦鐵對改善焊條的焊接工藝性能有利。錳氧化時放出大量熱能，提高熔池溫度，有利於冶金反應。
[0035]矽酸鹽:矽酸鹽在焊條熔渣中的作用不可小覷，在本申請焊條藥皮中所添加的長石、白泥、白土子以及雲母均屬於矽酸鹽。其氧化產物5102用以造渣，並可以調整渣的粘度，改善焊條的壓塗性能，且其加入量也對焊條的鹼度產生一定的影響。混合添加長石、白泥、白土子，而不直接添加石英砂，是因為在這些矽酸鹽為複合型矽酸鹽，除去S12的作用，同時含有A1203、Fe2O3,K2O,Na2O等氧化物，這些氧化物在焊條熔渣中同樣可以發揮積極作用，如Al2O3的加入可以提高本申請鈦鈣型熔渣的粘度，提高電弧的集中性，並增加熔渣的表面張力，使焊條的脫渣更容易；又如K2O和Na2O,可以使電弧容易引燃，並且促使電弧穩定燃燒，同時可以降低熔渣的熔化溫度，增加熔渣與焊縫金屬之間表面張力的差值，使得渣殼更容易從焊縫表面脫落。
[0036]雲母:雲母的主要作用是改善塗料的壓塗性能和造渣，並有助於提高穩弧性，但是有由於含結晶水，會使焊縫金屬增氫。
[0037]雲母有以下特性:
1)耐腐蝕性:雲母與普通酸鹼溶液不起反應，與水亦不發生反應，因而不起層、不掛垢、不破裂，在高溫高壓水的長期衝刷下，仍能基本保持原來的清晰和透明度；
2)熱性能:由於合成雲母不含(ΟΗΓ，所以它的耐高溫熱穩定性比天然雲母高許多，合成雲母1200°C以上才緩慢分解，IlOOtlC以上失重顯著；
3)真空放氣性能:合成雲母的真空放氣量低，用質譜儀測定，放出的微量氣體只是氧氣、氮氣和A氬氣等吸附氣體。由於不放出水蒸汽，很適合用作電真空絕緣材料，將大大提高真空器件的使用壽命；
4)合成雲母的含水量較小，有利於減少氫氣孔，從而有利於保證焊縫的強度。
[0038]焊芯中各個組份的作用:
碳:碳是強的奧氏體形成元素。由於碳化物沿晶界析出，使焊縫金屬脆化，出現晶界貧鉻的現象。使焊縫金屬耐蝕性降低，而晶界碳化物的強化作用，可使焊縫金屬強度和耐磨性增加，故以耐蝕性為主的不鏽鋼焊縫，含碳量低些為好；而要求具有高溫強度的不鏽鋼焊縫，其含碳量應適當。基於以上原因本申請確定C在焊芯中的成分範圍為0.02% - 0.04%。
[0039]錳:錳是奧氏體化形成元素。當不改變奧氏體十鐵素體組織狀態時，能改善焊縫的抗裂性，增加焊縫的塑性。但是當錳含量過高時，便能導致焊縫的奧氏體粗化，此時便能夠導致焊縫抗晶問腐蝕能力降低。本申請確定焊芯中錳的含量為1.2%- 1.5%。
[0040]矽:矽是鐵素體化形成元素，其能夠增加焊縫的強度；在奧氏體十鐵素體的雙相鋼中，能夠使低溫衝擊韌性降低，但是卻可以有效的增加奧氏體十鐵素體雙相不鏽鋼焊縫的抗裂性能。在氧化性酸中，矽能夠增加焊縫耐腐蝕性能:且在不使焊縫的鐵素體相粗化的前提下，可以增加焊縫抗晶間腐蝕能力。故焊芯中矽的含量控制在0.2%-0.4%。
[0041]鉻:鉻是鐵素體化形成元素，能增加焊縫的屈服強度和極限強度，並降低延伸率及斷面收縮率，有時會降低衝擊韌性；並且鉻能夠提高焊縫抗晶間腐蝕能力，改善雙相不鏽鋼焊縫在氧化性酸中的耐腐蝕能力。
[0042]鎳和氮:鎳是奧氏體化形成元素。在不使焊縫出現熱裂紋的情況下，可增加焊縫的塑性。當鎳含量導致焊縫中奧氏體相粗化時，便會降低焊縫抗晶間腐蝕能力，但增加在還原性酸中焊縫的耐腐蝕能力。氮和鎳一樣在形成奧氏體方面具有重要的影響，它們都是形成和擴大奧氏體的元素。但是氮的能力遠遠大於鎳。在高溫下，氮穩定奧氏體的能力比鎳大。可以防止焊後出現單相鐵素體，並能阻止有害金屬相的析出。為了抑制焊縫中鐵素體的過量增加，採用奧氏體佔優勢的焊縫金屬是雙相不鏽鋼的焊接趨勢。一般採用的焊接材料中提高鎳或是加氮這兩條途徑。通常鎳的含量比母材高出2%-4%，所以本申請確定的鎳在焊芯中的含量為8%-10%。用含氮的填充材料比只提高鎳的填充材料效果更好，兩種元素都可以增加奧氏體的比例，並使其穩定，但加氮不僅能延緩金屬間相的析出，而且還可以提高焊縫金屬的強度和耐蝕性。本申請所確定的氮在焊芯中的含量為0.15%-0.20%.鉬:鉬是鐵素體化形成元素，可以提高不鏽鋼焊縫高溫強度和抗裂性。鉬含量和現在2%-3%時，在各類酸中特別是還原性酸中，能比較明顯地改善焊縫耐腐蝕性能，且能夠明顯提高焊縫金屬的抗點蝕能力。故本申請所確定的鋁的成分在2.5%-3.5%.硫和磷:硫、磷為雜質元素。硫使焊縫的熱裂紋傾向增大，焊縫中含量越低越好。焊縫中鐵素體相越多，磷的有害作用越弱，此時，磷不會導致產生熱裂紋。硫和磷屬於限制性雜質元素，但無限度地降低硫和磷的含量，必然會引起生產成本的提高，故控制硫、磷的含量，其中硫小於0.01%，磷小於0.02%。
[0043]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本申請所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
[0044]本申請中所述的「和/或」的含義指的是各自單獨存在或兩者同時存在的情況均包括在內。
[0045]以上述依據本申請的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項申請技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項申請的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
【權利要求】
1.一種用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，其特徵在於，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白雲石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1-10份，鈦鐵2-6份，錳鐵1-10份，長石3-15份，白泥2-10份，雲母1-2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，矽0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數均為重量份數。
2.如權利要求1所述的用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，其特徵在於，所述藥皮包括以下材料:白雲石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，雲母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳1份，矽0.15份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數均為重量份數。
3.如權利要求1所述的用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，其特徵在於，所述藥皮包括以下材料:白雲石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，雲母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，矽0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小於0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數均為重量份數。
4.如權利要求1所述的用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，其特徵在於，所述焊條的外徑為 3.8111111-5.0麵。
5.如權利要求1所述的用於焊接雙相不鏽鋼的鈦鈣焊條，其特徵在於，所述焊條的焊接電流為110-300八。
【文檔編號】B23K35/365GK104439759SQ201410747084
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】戴從鋒 申請人:蘇州路路順機電設備有限公司