[發(fā)明專利]一種鈦鈣型的核電鎳基焊條藥皮及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210282463.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN102773635A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光磊;仇陸弟;張敏娟;何國;秦仁耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力修造總廠有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/365
• 分類號(hào): B23K35/365
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種焊接材料領(lǐng)域的焊條藥皮，特別涉及一種用于核電Inconel?690鎳基材料的焊條藥皮及其制備方法。

背景技術(shù)

核電設(shè)備由于要長期受到高溫、核輻射，其材料要求具有良好的抗輻射和耐高溫性能等，因而，具有優(yōu)異的耐核輻射和耐高溫特性的Inconel690鎳基合金被廣泛應(yīng)用在核電設(shè)備的關(guān)鍵零部件中，與之對(duì)應(yīng)的焊條同時(shí)也要能承受高溫強(qiáng)度和沖擊韌性，并經(jīng)核輻射后的焊條熔敷金屬的各項(xiàng)性能可以保持基本不變。

由于鎳基合金的熔點(diǎn)比普通的碳鋼和不銹鋼的熔點(diǎn)都要低100～150℃，且同種規(guī)格的鎳基焊芯的電阻率是碳鋼焊芯的近10倍，這使得目前市場上的鎳基焊條的焊接工藝性能都存在一些問題，如：焊條焊接后期會(huì)出現(xiàn)發(fā)紅、焊縫脫渣性不佳等問題或是多次高溫烘干后藥皮出現(xiàn)裂紋等，這些問題會(huì)導(dǎo)致焊條在焊接過程中工藝性能惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成焊縫中產(chǎn)生缺陷，進(jìn)而影響到焊條熔敷金屬的機(jī)械性能。為此，必須量身定做解決鎳基材料的焊接問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于為了解決上述核電Inconel?690鎳基材料的焊接問題，而提供一種成分較為簡單、具有優(yōu)異的焊接工藝性能，且焊縫能同時(shí)有良好的高溫強(qiáng)度和沖擊韌性，并能承受核輻射的核電鎳基材料焊接的焊條藥皮。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種鈦鈣型的核電鎳基焊條藥皮，該藥皮由固體組份和液體組份混合而成，所述液體組份的加入質(zhì)量為固體組份質(zhì)量的20～25%；

所述固體組分包括以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：大理石：12～20%、螢石：6～10%、人造金紅石：35～42%、鈦白粉：2～4%、長石：2～5%、金屬錳：8～15%、鈦鐵：3～6%、純堿：0～1%、羧甲基纖維素鈉(CMC)：0～1%、鎳粉：1～3%、金屬鉻：5～8%、鈮鐵：5～8%；

所述液體組份為鉀鈉水玻璃。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述固體組分還包括質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5～2%的Cr₂O₃粉末。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述固體組分還包括質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2～5%的冰晶粉或氟化稀土。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述鈦鐵中含Ti質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為27%~28%。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述鈮鐵中含Nb質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為52～55%。

所述鉀鈉水玻璃為20℃下40～42Beˊ的鉀鈉水玻璃。

所述鉀鈉水玻璃的鉀鈉比為3:1的鉀鈉水玻璃。

上述鈦鈣型的核電鎳基焊條藥皮的制備方法是將固體組份各原料按比例混合均勻后制成固體組份，按照固體組份質(zhì)量的20～25%加入20℃下40～42Beˊ的鉀鈉比為3:1的鉀鈉水玻璃，攪拌均勻后制成所述核電鎳基焊條的藥皮。

本發(fā)明的技術(shù)方案原理在于：加入適量的Cr₂O₃粉末以增大藥皮的高溫塑性，可以提高焊條藥皮的抗裂性能；加入適量的冰晶粉或氟化稀土可以改善熔渣的物理性能，降低熔渣的熔點(diǎn)和黏度，改善熔渣的流動(dòng)性和脫渣性能，同時(shí)還可以提高熔渣的去氫能力，降低焊縫中的氫含量，提高焊縫的抗裂性能。

本發(fā)明焊條藥皮中各組分的主要作用簡述如下：

大理石：主要作用是造渣和造氣，在焊接過程中，隔絕空氣防止熔滴和焊條熔敷金屬被空氣中的O₂和N₂氧化和氮化。同時(shí)還能夠調(diào)節(jié)熔渣的堿度、黏度、表面張力和界面張力。當(dāng)藥皮中大理石含量過低時(shí)，焊縫容易出現(xiàn)發(fā)藍(lán)或應(yīng)保護(hù)氣氛不夠而出現(xiàn)黏渣，當(dāng)大理石含量過高時(shí)，使得熔渣黏度升高，致使熔渣流動(dòng)性和覆蓋不佳。故將藥皮中大理石含量宜控制在12～20%。

螢石：主要作用是造渣和除氫，也可以降低液態(tài)金屬的表面張力，使得焊縫成型美觀。當(dāng)藥皮中無螢石或含量過低時(shí)，使得焊縫成型差，焊縫中容易出現(xiàn)氣孔；當(dāng)藥皮中螢石含量過高時(shí)，熔渣的流動(dòng)性過于活潑，藥皮熔化速度快，出現(xiàn)焊接工藝性惡化。故藥皮中的螢石含量應(yīng)控制在6～10%。

人造金紅石：主要作用是穩(wěn)弧、造渣，能夠調(diào)節(jié)熔渣的熔點(diǎn)、黏度、表面張力和流動(dòng)性，改善焊縫成型和脫渣性，減少飛濺。當(dāng)人造金紅石含量過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量細(xì)且多的飛濺，且熔渣變得過于活潑，容易導(dǎo)致熔渣覆蓋不佳；當(dāng)人造金紅石含量過低時(shí)，熔渣流動(dòng)性也會(huì)變差，使得焊縫成型變差，且容易黏渣。故藥皮中人造金紅石的含量應(yīng)控制在35～42%

鈦白粉：其是很好的增塑劑，可以提高焊條的壓涂性，加入過多會(huì)增加藥皮的成本，故藥皮中的鈦白粉含量宜控制在2～4%。