專利名稱：一種鎳鉻鉬合金系的鎳基焊條的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接材料，特別是一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條。
背景技術：
近年來鎳基合金的應用越來越廣泛，鎳基合金是指以鎳為基礎(Ni > 50%)，并含有其它合金元素，且能在一些介質中耐腐蝕的合金。主要有鎳、鎳鑰(鎳鑰鐵)合金、鎳鉻(鎳鐵)合金、鎳鉻鑰及鎳鐵鉻等幾類。鎳基合金主要用于一般鋼材難以勝任的使用條件苛刻、安全性要求高的極端環境下。隨著我國經濟的持續、高速發展，裝備制造業已經成為國民經濟的支柱產業。裝備制造業發展的突出特征是單機設備參數越來越高，使用條件越來越苛亥IJ，對安全性要求越來越高。這些技術特點促成了鎳基合金應用的不斷擴大，近年來，鎳基 合金的生產數量不斷增加，應用范圍不斷擴大，鎳基合金焊接材料的需求也在不斷增加，在能源制造領域這一現象尤為突出。目前鎳基合金焊接材料主要以進口為主，國內能夠滿足用戶要求穩定供貨的很少，加快國產化進程是促進我國裝備制造業發展的重要措施之一。國內關于鎳基焊條的專利僅有兩項ZL 2009 I 0227721.5 (一種鎳基焊條，鎳鉻鐵合金系)及ZL 2009 I 0227586. 4 (—種交流焊接用鎳基焊條，鎳鑰合金系)均為中船重工第七二五研究所申請，國外鎳基焊材的專利檢索到一個鎳基藥芯焊絲的專利Flux coredarc welding method of inconel 625 (KR20050024107 20050323)，未檢索到鎳基焊條的相關專利。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，適用于Inconel625、Incoloy825、Incoloy25_6Mo、Monel400 合金的焊接、9%Ni 鋼的焊接、鎮基合金與不銹鋼異種材料間的焊接、表面堆焊。為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案
本發明的一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，焊芯是采用ERNiCrMo-3焊芯，其質量百分比組成為C彡O. 08，Si彡O. 30，Cr 21. O 23. O,Mn ( O. 50，Fe ( I. O, Cu ( O. 50，Nb+Ta :3. 5 4. 2，S 彡 O. 015，P 彡 O. 015，Mo9 10，其它雜質彡O. 050 ;余量為Ni，Ni彡60. O ;藥皮的固體份組成及重量百分比大理石20 40%，螢石25 35%，膨潤土 2 5%，硅鐵I 4%，金屬錳I 4%，純堿0 2%，石英I 3%，碳酸鍶I 3%，氟化鋇2 5%，碳酸鋇5 10%，鈦酸鉀2 6%，鈦鐵2 5%，鈮粉3 6%，金屬鉻I 4%。本專利的鎳基焊條，藥皮固體份以碳酸鹽、氟化物與合金為主，同時添加部分的穩弧與改善壓途物質，用普通2. 9M1 :1鉀鈉水玻璃作為粘結劑，使用普通焊條壓涂生產線壓涂成焊條。藥皮的組成原料技術要求如下大理石=CaCO3彡95%，S彡O. 03%, P彡O. 03% ；螢石CaF2 彡 97%, S 彡 O. 03%, P 彡 O. 03% ;膨潤土 Si02 彡 60%, Al2O3 彡 10%, CaO 彡 1%，S 彡 O. 03%, P 彡 O. 03% ；硅鐵Si43 47%，S 彡 O. 02%, P 彡 O. 04% ;金屬錳Mn 彡 97. 0%,S 彡 O. 02%，P 彡 O. 03% ;純堿=Na2CO3 彡 98. 0% ;石英=SiO2 彡 97%, S 彡 O. 04%，P 彡 O. 04% ;碳酸鍶SrC03 彡 97. 0% ;氟化鋇；碳酸鋇BaC03 彡 98. 0%，S^O. 05%, P^O. 05% ;鈦酸鉀TiO2 彡 60. 0%, K2O 彡 28. 0%, S 彡 O. 05%，P 彡 O. 05% ;鈦鐵Ti25 35%，S 彡 O. 03%，P 彡 O. 05% ；鈮粉Nb+Ta 彡 98. 0%, S 彡 O. 01%，P 彡 O. 01% ;金屬鉻Cr 彡 98. 0%, S 彡 O. 05%，P 彡 O. 01%。本發明的焊條適用于Inconel625、Incoloy825、Incoloy25_6Mo、Monel400 合金的焊接；9%Ni鋼的焊接；鎳基合金與不銹鋼異種材料間的焊接；表面堆焊。鎳基合金的熔點較鐵基合金的熔點高，采用普通渣系藥皮配方試制的焊條往往出現熔渣覆蓋不完全、粘渣嚴重、電弧穩定性差等缺點。本焊條藥皮中各成分的主要作用簡述如下
大理石大理石的主要作用是造渣、造氣，能夠調節熔渣的熔點、粘度、表面張力和界面 張力。因而將藥皮中大理石含量控制在40 50%。螢石適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，降低焊縫氣孔敏感性，并能夠降低熔敷金屬的擴散氫含量。本發明的螢石含量的合適范圍是25 35%。膨潤土 主要是造渣劑，并與其它粉料配合可改善脫渣性，當含量低于2%時作用不明顯，而高于5%時會導致渣變稀。硅鐵加入主要起到脫氧的作用。其脫氧產物也參與造渣，加入量低于1%時，脫氧不充分，加入量高于4%時，可能增加焊縫中Si含量。因而控制硅鐵加入量為I 4%。金屬錳的加入可以起到脫硫的作用，還可以向焊縫中過渡Mn元素，提高焊縫的強度。根據熔敷金屬成分要求，限制藥皮中金屬錳在I 4%。加入純堿為了改善焊條的壓涂性，純堿加入量O 2%。石英主要是造渣劑，可以調整熔渣的粘度并改善熔滴過渡形態，經試驗其合適范圍是I 3%。碳酸鍶本發明加入碳酸鍶較好地改善了電弧的穩定性，其作為碳酸鹽參與造渣，加入過少作用不明顯，加入量太多成本增加很多，本發明加入量為廣3%。氟化鋇主要作用是替代部分的螢石，在實現氟化物在焊條藥皮中的作用同時比螢石對電弧穩定性的不良影響要小得多。當氟化鋇含量低于2%時，作用不明顯，氟化鋇含量高于5%時，增加焊條成本較多。碳酸鋇本發明的關鍵之一是用碳酸鋇部分取代大理石，不但可以實現大理石在焊條藥皮中的作用，還可以進一步改善焊接電弧的穩定性以及熔渣的覆蓋性。含量低于5%作用不明顯，高于10%會導致工藝性能惡化。鈦酸鉀主要作用為改善焊條焊接工藝性能，還對改善焊條的壓涂性能和穩定焊接電弧有益。鈦酸鉀含量超過6%時，焊接飛濺增大、藥皮吸潮性增加，鈦酸鉀含量低于2%時，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為2 6%。鈦鐵主要的脫氧劑，其脫氧效果要強于硅鐵，兩者配合保證焊接過程的氧化還原反應充分進行，經試驗本發明合適含量為2 5%。鈮粉主要作用為向焊縫滲合金，以補充焊接時鈮的燒損，加入量過少作用不明顯，加入量過大沒必要，故控制鈮粉含量在3飛％。金屬鉻主要作用為向焊縫滲合金，以補充焊接時鉻的燒損，本發明控制藥皮中金屬鉻含量在廣4%。通過采用上述技術方案，本發明的鎳基焊條具有如下特點
(O具有較高的強度，熔敷金屬抗拉強度可達到760MPa以上。(2)具有較好的低溫沖擊韌性，_196°C沖擊功平均值達到40J以上。(3)具有良好的焊接工藝性，焊接時電弧穩定，操作容易，焊縫成型好，脫渣方便。(4)焊條生產工藝簡單，成本較低。
具體實施例方式 下面結合實施例對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。實施例I
實施例的配方如表I所示。表I(%)
權利要求
1.一種鎳鉻鑰合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，其特征是焊芯是采用ERNiCrMo-3 焊芯，其質量百分比組成為-.C^ O. 08, Si ^O. 30, Cr :21. O 23. 0K0. 50，Fe 彡 I. 0，Cu 彡 O. 50，Nb+Ta :3. 5 4. 2，S 彡 O. 015，P 彡 O. 015，Mo9 10，其它雜質(O. 050 ;余量為Ni，Ni彡60.0 ;藥皮的固體份組成及重量百分比大理石20 40%，螢石25 35%，膨潤土 2 5%，硅鐵I 4%，金屬錳I 4%，純堿0 2%，石英I 3%，碳酸鍶I 3%，氟化鋇2 5%，碳酸鋇5 10%，鈦酸鉀2 6%，鈦鐵2 5%，鈮粉3 6%，金屬鉻I 4%。
全文摘要
本發明介紹了一種鎳鉻鉬合金系的鎳基焊條，包括焊芯和藥皮組成，其特征是焊芯是采用ERNiCrMo-3焊芯；藥皮組成大理石20~40%，螢石25~35%，膨潤土2~5%，硅鐵1~4%，金屬錳1~4%，純堿0~2%，石英1~3%，碳酸鍶1~3%，氟化鋇2~5%，碳酸鋇5~10%，鈦酸鉀2~6%，鈦鐵2~5%，鈮粉3~6%，金屬鉻1~4%。本發明的鎳基焊條具有較高的強度，熔敷金屬抗拉強度可達到760MPa以上；較好的低溫沖擊韌性，-196℃沖擊功平均值達到40J以上；良好的焊接工藝性，焊接時電弧穩定，操作容易，焊縫成型好，脫渣方便；生產工藝簡單，成本較低。
文檔編號B23K35/30GK102962603SQ201210441799
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者黃連濤, 郭敬杰, 吳倫發 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所