專利名稱：用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮及其焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種焊接材料技術(shù)領(lǐng)域的電焊條，具體是一種用于核島設(shè)備焊接 的鎳基電焊條藥皮及其焊條。
背景技術(shù)：
核電是目前最高效且無污染的新型發(fā)電能源，其發(fā)展前景大有替代目前占發(fā)電總 量比例最高、對環(huán)境有較大污染且能耗損失較高的火力發(fā)電體系。因此，世界各國都在大 力發(fā)展、建設(shè)核電行業(yè)。核電工業(yè)在全球進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的新時(shí)期。由于核電設(shè)備中 不少部件都是長期在高溫以及有核輻射的環(huán)境下使用，如有壓水反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)構(gòu)件、 熱交換器中的管板、隔板和U形管以及壓力容器內(nèi)部支撐塊等。這些重要的核電部件都采 用是耐高溫、耐核輻射以及耐腐蝕性能更優(yōu)越的不銹鋼和鎳基合金材料，如0Crl8Nil0Ti、 304系列的不銹鋼以及hconel 690鎳基合金。作為匹配核島設(shè)備焊接要求的電焊條，不僅焊接工藝、工藝方法和焊工技術(shù)要滿 足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，焊接材料也必須滿足焊后熔敷金屬化學(xué)成分要求、力學(xué)性能要求以 及耐高溫、耐核輻射和耐腐蝕性能要求等。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，CN101450430A專利也是用于核電材料的電焊條， 雖其配置藥皮所需的礦物粉種類簡潔，但其是用于20HR核電專用材料的焊條藥皮，其應(yīng)用 范圍很窄；CN101745759A專利是雖也是用于鎳基材料的鎳基焊條，從其熔敷金屬的化學(xué)成 分來看，其主要應(yīng)用于含Cr量為13. 0-17. 0%、含C量< 0. 10%型船舶上使用堆焊鎳基焊 條；Cm01745758A專利是一種交流鎳基焊條，從其熔敷金屬的化學(xué)成分和焊芯材料來看， 其屬于Ni-Cr-Mo系鎳基焊條，也主要應(yīng)用于Ni-Cr-Mo系鎳基合金的焊接；而CN1974106A 專利是一種多組元鎳基耐磨耐熱對焊焊條的制備方法的工藝較復(fù)雜，而且焊條中所含有的 合金元素較多，容易增加電焊條的成本。通過上述檢索發(fā)現(xiàn)，目前尚無一種用于核島設(shè)備焊 接且經(jīng)濟(jì)又有良好的力學(xué)性能、耐高溫、耐核輻射和耐腐蝕的鎳基電焊條。鑒于此，本發(fā)明 者通過不斷地摸索和實(shí)踐完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條 藥皮及其焊條，以適宜的堿性和酸性化合物為基礎(chǔ)，成分更簡單、合理，焊接工藝性能也得 到了進(jìn)一步地提高，使用范圍更廣。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮，其組分為CaO、CaF2, TiO2, SiO2, Mn, NbFe, K2O, Na2O以及含有Ni和Cr的金屬粉，其中各個(gè)組分的重量百分?jǐn)?shù)為CaO 15-22%, CaF2 :6-12%, TiO2 :32-48%, SiO2 :8-12%, Mn :5-20%, NbFe 3-5%, K2O :4_6%、 Nii2O :4-6%以及4-10%金屬粉，其中金屬粉是由占所述鎳基電焊條藥皮總質(zhì)量的1-3% Ni粉和3-8% Cr粉組成的。
本發(fā)明涉及一種用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條的制備方法，通過選取30-35重 量份的所述鎳基電焊條藥皮包裹加工好的65-70重量份的hconel 690焊絲后，在油壓型 焊條壓涂機(jī)上壓制后，經(jīng)烘干制成所述電焊條。本發(fā)明涉及上述方法制備得到的用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條，其熔敷金屬 組分及重量百分?jǐn)?shù)為C ≤0. 05%、Mn ≤0. 50%、Si ≤0. 50%、Al ≤0. 50%、Ti ≤ 0. 50%、Mo ≤ 0. 50%、S ≤ 0. 015%、P ≤ 0. 020%、Cu ≤ 0. 50%、Ni :≤ 50. 0%、Cr 28. 0-31. 5%, Fe :7. 0-12. 0% 以及 Nb :1. 0-2. 5%0本發(fā)明具有相當(dāng)突出的優(yōu)點(diǎn)(1)較為合理的配方比例，焊接后焊道光滑、有良好的去渣性、無夾渣、氣孔、宏觀 裂紋等明顯缺陷，具有優(yōu)良的焊接工藝性能。(2)該焊條不僅可用于核島設(shè)備中鎳基合金構(gòu)件的焊接，同樣也可用于核島設(shè)備 中異種不銹鋼之間、不銹鋼與鎳基合金的異種焊接，具有較廣泛的應(yīng)用及實(shí)用價(jià)值。(3)該焊條焊后熔敷金屬的化學(xué)成分純度較高，性能優(yōu)越，完全符合鎳及鎳合金焊 條的 GB/T 13814-2008 國家標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn) AWS A5. 11/A5. 11M:2005。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。以下實(shí)施例中選擇直徑為Φ 3. 2mm的優(yōu)質(zhì)hconel 690焊芯。其具體化學(xué)成分見 表1 ；表1本實(shí)施例實(shí)施例焊條的焊芯具體化學(xué)成分對比(重量％ )
權(quán)利要求
1.一種用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮，其特征在于，其組分為Cao、CaF2, TiO2, SiO2, Mn、NbFe、K2O, Na2O以及含有Ni和Cr的金屬粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮，其特征是，其各個(gè)組 分的重量百分?jǐn)?shù)為=CaO :15-22%, CaF2 :6-12%, TiO2 :32-48%、SiO2 :8-12%, Mn :5-20%、 NbFe :3-5%, K2O 4-6%, Na2O以及 4-10%金屬粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮，其特征是，所述的 金屬粉是由占所述鎳基電焊條藥皮總質(zhì)量的1-3% Ni粉和3-8% Cr粉組成。
4.一種用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條的制備方法，通過選取30-35重量份的根據(jù)上 述任一權(quán)利要求所述的鎳基電焊條藥皮包裹加工好的65-70重量份的hconel 690焊絲 后，在油壓型焊條壓涂機(jī)上壓制后，經(jīng)烘干制成所述電焊條。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求4所述方法制備得到的用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條，其特 征在于，其熔敷金屬組分及重量百分?jǐn)?shù)為C 彡0.05%、Mn:彡0.50%、Si 彡0.50%、Al 彡 0. 50%、Ti 彡 0. 50%、Mo 彡 0. 50%、S 彡 0. 015%、P 彡 0. 020%、Cu 彡 0. 50%、Ni 彡 50. 0%,Cr :28. 0-31. 5%, Fe :7. 0-12. 0% 以及 Nb 1. 0-2. 5%。
全文摘要
一種焊接材料技術(shù)領(lǐng)域的用于核島設(shè)備焊接的鎳基電焊條藥皮及其焊條，其鎳基電焊條藥皮的組分為CaO、CaF2、TiO2、SiO2、Mn、NbFe、K2O、Na2O以及含有Ni和Cr的金屬粉。本發(fā)明以適宜的堿性和酸性化合物為基礎(chǔ)，成分更簡單、合理，焊接工藝性能也得到了進(jìn)一步地提高，使用范圍更廣。
文檔編號(hào)B23K35/368GK102126095SQ20111006883
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者何國, 吳崢, 楊光磊, 秦仁耀, 邱執(zhí)中 申請人:上海交通大學(xué)