[發明專利]一種低氫型超級雙相不銹鋼焊條

有效

• 申請號: 200710055026.6
• 申請日: 2007-08-18
• 公開（公告）號: CN101367161A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 王君民;吳倫發;王明林
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K35/365
• 分類號: B23K35/365;B23K35/40
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所
• 代理人: 符繼超

技術領域

本發明屬于焊接材料技術，特別涉及到一種低氫型超級雙相不銹鋼焊條。

背景技術

超級雙相不銹鋼強度高，韌性好，耐蝕性優良，尤其在耐氯化物應力腐蝕性能和耐點蝕性方面優異，還具有優良的焊接性能，因此已廣泛應用于耐蝕壓力容器和管道、大型化學品船、近海建筑設施中耐蝕結構的建造。目前，我國工程建設中也已廣泛應用超級雙相不銹鋼，但國內尚無與鋼材相配套的焊接材料，超級雙相不銹鋼焊接材料由于強度高，恰當的鐵素體—奧氏體相組織比例難于控制，制造難度很大，所以目前只有少數幾個國家可以進行生產。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種低氫型超級雙相不銹鋼焊條，使用這種焊條可以滿足國內工程建設中超級雙相不銹鋼的焊接需要。

為了實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

所述的低氫型超級雙相不銹鋼焊條，采用普通雙相不銹鋼絲作為焊芯，焊條藥皮成分重量百分比為：

大理石：35～45％；螢石：20～33％；鈦白粉：0～5％；鉀長石：2～5％；純堿：0～2％；鐵合金：5～15％；金屬粉：10～20％；氮化鉻鐵：0～2％。

所述的低氫型超級雙相不銹鋼焊條，其鐵合金在上述總含量不變的情況下由硅鐵、鉬鐵組成。

所述的低氫型超級雙相不銹鋼焊條，其金屬粉在上述總含量不變的情況下由金屬錳、金屬鉻、鎳粉組成。

所述的低氫型超級雙相不銹鋼焊條，是將上述藥皮組份原料混合均勻后，加入一定婆梅濃度的純鈉水玻璃，在焊條生產設備上進行焊條的壓制。

由于采用了如上所述技術方案，本發明具有如下優越性：

1、焊條焊接時電弧穩定，基本無飛濺，焊縫成型好，脫渣性良好，焊條操作性能優異。

2、經金相觀察，焊縫組織中鐵素體的含量為30～50％，相比例滿足工程應用要求。

3、焊接出的焊縫具有優異的力學性能，焊縫耐腐蝕性能良好，抗拉強度可達800MPa以上，具有良好的低溫韌性。

4、焊縫的耐應力腐蝕性、耐點蝕性能優異。

具體實施方式

超級雙相不銹鋼焊條焊接所得到的焊縫要求為鐵素體—奧氏體的雙相組織，二者的理想比例為1∶1，工程應用中，當焊縫中鐵素體的含量達到30％～60％時就可以使焊縫具有優異的性能。因此，合金設計時要焊縫中含有適量鐵素體形成元素，保證焊條焊接出的焊縫中鐵素體含量符合要求。為此，本發明進行了焊條藥皮的如下設計，各成分的主要作用及其限制原因簡述如下：

焊條中大理石的主要作用為造渣和造氣，起到對焊縫金屬的氣渣聯合保護的作用。大理石的主要成分為CaCO₃，焊接時在600℃左右發生分解生成CaO和CO₂。當大理石含量較低時，藥皮的造氣和造渣能力下降，對焊縫的保護作用降低，造成焊縫力學性能的下降。如果大理石的含量過高，藥皮造氣量過大，電弧穩定性下降，飛濺增大，焊渣熔點升高，焊縫成型粗糙。本發明中大理石的含量控制在35～45％。

螢石的主要成分為CaF₂。由于本發明的焊條的焊縫金屬的合金含量高，液態金屬的表面張力大，流動性差，焊縫成型變差，焊縫中氣體不易逸出。加入一定量的螢石，可以降低液態金屬的表面張力，提高其流動性，使得焊縫成型美觀，降低焊縫形成氣孔的缺陷。螢石含量低，使得焊縫成型不好，焊縫中易出氣孔，螢石含量過高，容易破壞電弧穩定性，使焊條工藝性變差。本發明焊條中螢石的含量為20～33％。

本發明中鐵合金為硅鐵和鉬鐵。硅鐵的加入可以降低焊縫中的氧含量，提高焊縫的韌性，同時硅是鐵素體形成元素，利于焊縫中鐵素體含量的提高。鉬鐵可促使晶粒細化，降低裂縫敏感性，元素鉬也是鐵素體形成元素，可用于調整焊縫金屬中鐵素體的含量。本發明鐵合金的含量為5～15％。

本發明中金屬粉為金屬錳、金屬鉻和鎳粉。金屬錳的加入可以起到脫硫脫氧的作用，還可以提高焊縫的強度。金屬鉻是鐵素體形成元素，主要用于調整焊縫金屬中鐵素體的含量，從而提高焊縫的耐腐蝕性能。鎳是強奧氏體形成元素，與鉻元素共同作用使得焊縫組織中鐵素體和奧氏體的比例達到最佳，得到高性能的焊縫結構。金屬粉的含量為：10～20％。