一種奧氏體不銹鋼焊條及制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)超低碳奧氏體不銹鋼焊條及其制備方法，是用一種超低碳鋼絲做焊芯，采用鈦鈣型藥皮配方，完全通過(guò)藥皮過(guò)渡合金元素，使得熔敷金屬化學(xué)成分及機(jī)械性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ９８３－８５中Ｅ００－１９－１０－１６或其它類型超低碳奧氏體不銹鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)。該焊條具有成本低，操作性能優(yōu)異，熔敷效率高，熔敷金屬化學(xué)成分均勻，焊接時(shí)藥皮無(wú)發(fā)紅、開(kāi)裂現(xiàn)象和能全位置操作等特點(diǎn)。（*該技術(shù)在2012年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)超低碳奧氏體不銹鋼焊條及制備方法，屬于奧氏體不銹鋼手工電弧焊焊條及其制造工藝范疇?，F(xiàn)有我國(guó)及世界各國(guó)的超低碳奧氏體不銹鋼焊條E308L-16(奧002)其焊芯采用同類合金成分的超低碳奧氏體不銹鋼制造，焊條焊芯中所含各元素與焊縫金屬中的含量相近，藥皮中基本不加入合金劑或只加微量合金劑，完全依賴價(jià)格昂貴的高合金焊芯來(lái)保證焊縫要求，因而制造不同的超低碳奧氏體焊條就須采用不同的超低碳奧氏體焊芯，在焊芯材料不變的條件下，不能根據(jù)用戶要求隨意變更焊條類型。另外，由于焊芯在加工工序中極易加工硬化，因而制造難度比普通奧氏體不銹鋼絲大得多，加之超低碳高鉻鎳合金電阻系數(shù)大，焊接電流通過(guò)時(shí)極易發(fā)紅，導(dǎo)致焊條藥皮變質(zhì)與脫落，不僅造成熔敷金屬的夾渣，而且大大降低了焊條的利用率。此外，由于這類焊條熔敷效率低以及其它操作工藝性能也較差，因而，使用中不僅生產(chǎn)率受到影響，還造成了材料和能源的浪費(fèi)。現(xiàn)國(guó)內(nèi)外也有通過(guò)藥皮過(guò)渡合金元素使焊縫金屬產(chǎn)生合金化的焊條，如國(guó)際專利WO86/04284(1986年)，該焊條屬堿性低氫型堆焊焊條，用于金屬表面硬化，采用普通低碳鋼焊芯，通過(guò)藥皮過(guò)渡合金元素，這種焊條的缺點(diǎn)是工藝性能差，發(fā)塵量大，熔敷金屬化學(xué)成分不均勻，不適合全位置焊接。又如蘇聯(lián)專利Su-656783(1979年)，屬低氫型鐵素體焊條，采用工業(yè)純鐵作焊芯，全部通過(guò)藥皮過(guò)渡合金元素，過(guò)渡的合金元素主要是Cr其次是Mo、Nb，沒(méi)有任何Ni，焊縫組織是鐵素體，沒(méi)有奧氏體。該焊條主要用來(lái)提高焊縫塑性和延展性，焊條藥皮中含有大量的螢石(20%以上)，穩(wěn)弧性差，發(fā)塵量大且有較高的含氟量，藥皮中幾乎沒(méi)有碳酸鹽，因而電弧的吹力較差，很易造成過(guò)渡元素的不均勻和夾渣，也不適合全位置焊接。本專利技術(shù)的目的是提供一種用廉價(jià)的超低碳鋼絲做焊芯，完全通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡合金元素，具有工藝性能優(yōu)越，焊縫質(zhì)量好，制造和使用成本低的高效型超低碳奧氏體不銹鋼焊條。本專利技術(shù)超低碳奧氏體不銹鋼焊條及其制備方法如下所述焊條由焊芯1和藥皮2構(gòu)成，焊條尺寸如表1所示，焊芯的化學(xué)成分如表2所示，表3為焊條藥皮配方之一，表4為焊條熔敷金屬的化學(xué)成分，表5為焊條熔敷金屬機(jī)械性能，表6為本配方合金元素的過(guò)渡系數(shù)。表1 焊條尺寸(mm) 焊條長(zhǎng)度也可根據(jù)使用要求加長(zhǎng)100毫米左右，而不會(huì)影響其工藝性能。表2 焊芯化學(xué)成分(%) 表3 EOO-19-10-16焊條藥皮配方組成物(%) 表4 EOO-19-10-16焊條熔敷金屬的化學(xué)成分(%) 表5 熔敷金屬機(jī)械性能 采用上述焊芯和藥皮配方，通過(guò)調(diào)整藥皮中合金元素的含量，可以方便地獲得一系列超低碳奧氏體不銹鋼焊條。具體方法是根據(jù)某種超低焊條熔敷金屬的化學(xué)成分，再按照本專利技術(shù)提供的合金元素過(guò)渡系數(shù)，將它換算成焊條藥皮組成物中合金元素的百分含量即可。表6 本配方合金元素的過(guò)渡系數(shù) >本專利技術(shù)超低碳奧氏體不銹鋼焊條的制備工藝方法是采用廉價(jià)的超低碳鋼絲作焊芯，該焊芯的化學(xué)成分為C≤0.03，Si＝0.2～0.6，S≤0.035，P≤0.03，取白云石6-15，大理石2-8。螢石1-8，金紅石20～35，鈦白粉1-6，長(zhǎng)石6-18，云母2-10，石英1～5，金屬鉻粉20～40，金屬鎳粉8～40，金屬錳粉1-8，銅粉0-9，鈮鐵0-4鉬鐵0～10，稀土混合物0.1～4，與適量的鉀鈉水玻璃攪拌均勻后，用焊條涂料機(jī)均勻涂敷在焊芯上，自然干燥12-24小時(shí)，再經(jīng)100～200℃低溫烘焙1-2小時(shí)后，轉(zhuǎn)入250～350℃繼續(xù)烘焙1-2小時(shí)即可制成。對(duì)于不同類型的其它超低碳奧氏體不銹鋼焊條，焊芯成分不變，藥皮中其它組分也不變，只需將所要求的熔敷金屬合金含量按本專利技術(shù)提供的過(guò)渡系數(shù)換算后所得出的合金元素組分作為新的焊條合金劑即可，其過(guò)渡系數(shù)見(jiàn)表6。本專利技術(shù)超低碳奧氏體不銹鋼焊條及其制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于采用廉價(jià)的超低碳鋼絲做焊芯，降低了焊芯的電阻系數(shù)，通過(guò)藥皮過(guò)渡合金元素，增加了藥皮的導(dǎo)電性，從而解決了同類不銹鋼焊條存在的焊接時(shí)藥皮發(fā)紅、開(kāi)裂、脫落問(wèn)題。所采用的新型藥皮配方，使該焊條的發(fā)塵量和可溶性氟含量均很低(發(fā)塵量?jī)H為同類焊條的50%，氟含量是國(guó)內(nèi)同類焊條的二分之一以下)。該焊條熔敷效率高，為普通不銹鋼焊條的二倍左右，良好的電弧吹力和熔池?cái)嚢枳饔檬购辖鹪剡^(guò)渡均勻，熔敷金屬成分一致。焊條的操作工藝性能極佳，電弧穩(wěn)定，飛濺率小(為1%～3%)，易脫渣，重引弧性優(yōu)良，成形美觀，無(wú)論采用交流或直流電均能滿足全位置焊接的需要。焊縫的耐腐蝕性好，X法晶間腐蝕速度為0.15mm/年以下。而且該焊條的制造和使用成本均很低。以下是具體實(shí)施例方式采用直徑4毫米的廉價(jià)超低碳鋼絲(其化學(xué)成分符合表2)做焊芯，焊條藥皮采用表3所列的配方，按上述本專利技術(shù)的制備工藝將組分充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅肨L-25型普通電焊條涂料機(jī)加工成型，自然干燥12小時(shí)，再經(jīng)120℃烘焙1小時(shí)后，轉(zhuǎn)入250℃繼續(xù)烘焙1小時(shí)即制成成品焊條。該焊條規(guī)格為焊芯直徑4毫米，焊條直徑8.5毫米，焊條長(zhǎng)度400毫米。將該焊條用于結(jié)晶機(jī)容器中筒體與法蘭的焊接，容器與法蘭的材料均為1Cr18Ni9Ti，容器的直徑1500mm，主焊縫長(zhǎng)2520mm，壁厚10mm，開(kāi)55°V型坡口，直流反接，電流為150～170A，平焊和向上兩種位置焊接。最后經(jīng)X射線探傷檢查，無(wú)論是環(huán)縫或環(huán)縫與縱縫交接處，均未發(fā)現(xiàn)各種焊接缺陷，達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)要求。使用該焊條代替奧102不銹鋼芯焊條，節(jié)約焊接材料40%，除提高生產(chǎn)率外，每公斤熔敷金屬可節(jié)電1.58度。將該焊條用于一種熱交換器管板結(jié)構(gòu)，其回水管采用超低碳奧氏體不銹鋼ooCr18Ni10材料制造，端面板基體采用12毫米厚的1Cr18Ni9Ti板，所用焊機(jī)BX3-300，焊接電流140～160A，進(jìn)行單面全位置焊接，24小時(shí)后經(jīng)水壓試驗(yàn)，并在不附加壓力的條件下檢驗(yàn)焊縫的致密性，均達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求。附圖是焊條的示意圖。權(quán)利要求1.一種超低碳奧氏體不銹鋼焊條及其制備方法，其焊條由焊芯1和藥皮2組成，其特征在于是一種完全由藥皮過(guò)渡合金元素的焊條，焊芯1為不含Cr、Ni的超低碳鋼絲，藥皮2由一定量的Cr、Ni合金元素與其它組份組成。焊芯的化學(xué)成分如下C≤0.03，Si=0.2～0.6，S≤0.035，P≤0.03。焊條藥皮組成如下白云石6～15，大理石2～8，螢石1～8，金紅石20～35，鈦白粉1～6，長(zhǎng)石6～18，金屬鉻粉20～40金屬鎳粉8～40，金屬錳粉1～8，銅粉0～9，鈮鐵0～4，鉬鐵0～10，稀土混合物0.1～4；其它造渣物云母2～10，石英1～5；粘結(jié)劑鉀鈉水玻璃適量。2.一種制造權(quán)利要求1所述焊條的方法，其特征在于制造工藝是采用超低碳鋼絲做焊芯，在鈦鈣型藥皮中加入一定量的Ni、Cr合金元素和其它組成物有機(jī)結(jié)合的方法。首先取白云石6～15，大理石2～8，螢石1～8，金紅石20～35，鈦白粉1～6，長(zhǎng)石6～18，云母2～10，石英1～5，再根據(jù)熔敷金屬化學(xué)成分和藥皮的過(guò)渡系數(shù)確定出各種合金元素在藥皮中的加入量，將上述組份與適量的鉀鈉水玻璃攪拌均勻，在焊條專用涂料機(jī)中壓涂成形，即將上述組份的藥皮均勻涂敷在超低碳鋼絲焊芯上，自然干燥12～24小時(shí)，再經(jīng)100～200℃低溫烘焙1～2小時(shí)后，轉(zhuǎn)入250本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超低碳奧氏體不銹鋼焊條及其制備方法，其焊條由焊芯１和藥皮２組成，其特征在于：是一種完全由藥皮過(guò)渡合金元素的焊條，焊芯１為不含Ｃｒ、Ｎｉ的超低碳鋼絲，藥皮２由一定量的Ｃｒ、Ｎｉ合金元素與其它組份組成。焊芯的化學(xué)成分如下：Ｃ≤０．０３，Ｓｉ＝０．２～０．６，Ｓ≤０．０３５，Ｐ≤０．０３。焊條藥皮組成如下：白云石６～１５，大理石２～８，螢石１～８，金紅石２０～３５，鈦白粉１～６，長(zhǎng)石６～１８，金屬鉻粉２０～４０金屬鎳粉８～４０，金屬錳粉１～８，銅粉０～９，鈮鐵０～４，鉬鐵０～１０，稀土混合物０．１～４；其它造渣物云母２～１０，石英１～５；粘結(jié)劑鉀鈉水玻璃適量。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭致隆，裴海旭，王秀玲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)兵器工業(yè)第五二研究所，內(nèi)蒙古自治區(qū)國(guó)際科技服務(wù)中心，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：15[中國(guó)|內(nèi)蒙]