[發明專利]一種鉻鉬耐熱鋼用超低氫陶質焊劑及制備方法

有效

• 申請號: 201410124297.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103934594B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 朱珍彪;范會卿
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞特種合金材料有限公司
• 主分類號: B23K35/36
• 分類號: B23K35/36;B23K35/362;B23K35/40
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，尤其是涉及一種鉻鉬耐熱鋼用超低氫陶質焊劑。

背景技術

已知的，鉻-鉬鋼具有特殊的優質性能，常常被用于制造一些耐高溫、耐高壓的閥門和壓力容器，在壓力容器上使用的低合金耐熱鋼主要以Cr-Mo為主，這一類鋼不但具有耐高溫的性能，還具有良好的抗氫腐蝕能力，但如何保障在焊接后，焊接接頭在高溫、高壓、各種腐蝕介質條件下具有與母材同樣地性能，是對焊接材料的考驗。隨著Cr-Mo系列耐熱鋼的應用越來越廣泛，壓力容器用鋼以及焊接接頭的安全、經濟運行將會對國家的各個行業起到關鍵的作用，為此，對相應的焊接材料提出了嚴峻的考驗，而且Cr-Mo鋼在焊接中容易引起冷、熱裂紋等缺陷，常用的耐熱鋼用焊接材料適用于常溫和大間隙焊接條件；而坡口窄間隙和特殊耐熱鋼焊接中，要求低溫沖擊韌性（-40℃）環境下，相應的埋弧焊劑還處于空白階段。

耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機、工業爐、動力機械和航空、石油化工、核電等工業部門中在高溫下工作的零部件。目前，耐熱鋼的使用溫度范圍為200～1300℃，工作壓力為幾兆帕到幾十兆帕，工作環境十分復雜。所以現在的耐熱鋼焊接材料除要求高溫強度外，根據用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的組織穩定性。

大型壓力容器的制造以埋弧自動焊接為主，尤其窄間隙埋弧焊接。國內在耐熱鋼埋弧焊絲、焊劑以及焊接工藝存在著較大的不穩定性，熱裂問題等時有發生，急需改進目前市場上常用的高強耐熱鋼埋弧焊絲和焊劑，市場上配套的焊劑很難滿足在不同的熱處理條件下在高溫時都具有良好的力學性能。

目前國內耐熱鋼焊劑多為高溫燒結焊劑，焊縫殘余擴散氫較高。提高埋弧焊劑的堿度被認為是獲得高韌性焊縫的有效措施，但隨之會使得焊縫中擴散氫增高，導致由氫引起的冷裂紋傾向增大。國內目前研制和生產的中性和堿性熔煉焊劑,滿足不了調質型高強度鋼的性能要求,所以研制高堿度低含氫量的新非熔煉型焊劑是高強度鋼焊接發展的需要。

焊劑堿度提高,其氧化性能降低,而氫含量的減少卻又受到了抑制,這是一般的規律。為了獲得高堿度低含氫量的焊劑,采取高溫燒結,它即可使焊劑中的水分(包括結晶水)在高溫下全部或大部去除,又可提高焊劑的強度,減少其碎化,從而也就減少了焊劑吸收水分的表面,亦即減少了焊劑中的水分，但是高溫燒結后焊劑吸潮嚴重，焊接過程中擴散氫含量很難控制在較低的水平。

發明內容

本專利的目的是提出的一種鉻鉬耐熱鋼用超低氫陶質焊劑，本焊劑的設計理念是采用氣-渣-合金聯合保護方式以獲得低氫甚至超低氫的焊接接頭，傳統的埋弧焊劑以熔渣保護為主。陶質焊劑具有制造簡單、能源消耗低、工藝性能好的特點。高溫燒結焊劑高溫燒結后,如何防止堿金屬和堿土金屬的氧化物吸水，因為無機粘結劑燒到一定的溫度后,失去了結晶水,也即失去了粘性。而低溫陶質焊劑不存在這些問題，故開發高堿度、超低氫新型低溫燒結焊劑具有一定的意義。對容器的制造技術和工藝要求越來越高，不僅要求焊縫金屬具有良好的強韌性匹配，而且厚壁容器的窄間隙埋弧焊要求焊劑具有良好的脫渣性能和極其優良的抗裂性能。

為了實現所述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種鉻鉬耐熱鋼用超低氫陶質焊劑，所述焊劑各組分及其質量百分比含量如下：MgO：28～35％，CaO：6～15％，CaF₂：17～22％，Al2O₃：13～20％，SiO₂：5～10％，K₂O+NaO：1～5％，錳鐵：0.5～3.5％，硅鐵：0.5～2％，MgCO₃：6～8％。

本發明所述MgCO₃殘余的CO₂當量為4%～8%。

一種鉻鉬耐熱鋼用超低氫陶質焊劑的制備方法，按配方配料后，過30目篩，混合均勻后，加水調制42～45Be（20℃）的鉀鈉水玻璃；經300℃低溫烘焙3h，500℃高溫烘焙60min，然后隨爐冷卻，過12～60目篩，即成陶質焊劑。