一種焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料：白云石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1-10份，鈦鐵2-6份，錳鐵1-10份，長石3-15份，白泥2-10份，云母1-2份，所述焊芯包括以下成分：碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，硅0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。本申請(qǐng)鈦鈣焊條是用于電弧焊接雙相不銹鋼的焊接材料，熔池流動(dòng)性好，焊后脫渣容易，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細(xì)致美觀。
【專利說明】一種焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及焊接領(lǐng)域，具體是一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條。

【背景技術(shù)】
[0002]雙相不銹鋼是一種加氮的雙相不銹鋼，是由21%鉻、2.5%鉬和4.5%鎳氮合金構(gòu)成的復(fù)式不銹鋼，最主要合金元素是Cr、N1、Mo和N，可以耐中等強(qiáng)度的均勻腐蝕和氯應(yīng)力腐蝕斷裂。由于兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些優(yōu)越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速，80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個(gè)鋼。
[0003]雙相不銹鋼由于以下優(yōu)點(diǎn):
I)類屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。
[0004]2)在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級(jí)雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性。
[0005]3)比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0006]雙相不銹鋼在中國最早使用于煉油工業(yè)，在南京，鎮(zhèn)海，天津，濟(jì)南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里(或復(fù)合板)、塔內(nèi)構(gòu)件、空冷器和水冷器等，最長的已使用20年。
[0007]但是，目前市場(chǎng)上還沒有專用手工電弧焊接雙相不銹鋼的焊接材料，因此研宄雙相不銹鋼匹配，同時(shí)提高焊縫沖擊韌性，解決焊后焊縫韌性不足的焊接材料是十分必要的。
[0008]例如申請(qǐng)?zhí)枮?01310026090.7，申請(qǐng)名稱一種鈦鈣型焊條，涉及了一種鈦鈣型焊條，包括焊芯和藥皮，藥皮按重量百分比由以下材料組成:白云石6%~25%，螢石2[8%，金紅石30%~45%，鈦白粉1%~8%，鈦鐵2%~8%，錳鐵2%~10%，長石5%~20%，白泥2%~ 10%，白土子2°/『7%，云母1~2%，上述各組分的重量百分比之和為100% ;焊芯按重量百分比由以下組分組成:碳 0.02%-0.03%，錳 1.25%-1.6%，硅 0.2%~0.3%，鉻 20%~23%，鎳 8.5%~9.5%，鋁
2.5%~4.0%，氮0.15-0.20%，硫〈0.01%，磷〈0.02%，余量為鐵，上述各組分的重量百分比之和為100%。與現(xiàn)有常規(guī)配料方法相比，本發(fā)明焊條焊后脫渣容易，熔渣覆蓋均勻。
[0009]再例如申請(qǐng)?zhí)枮?01110174519.8，發(fā)明名稱一種新型的鈦鈣型結(jié)構(gòu)鋼焊條，涉及一種新型的鈦鈣型結(jié)構(gòu)鋼焊條，其特征在于它以H08A盤條作為焊芯原料，焊條藥皮的配方由還原鈦鐵礦、硅灰石、金紅石、中碳錳鐵、白泥、海泡石、長石、云母、大理石、棉、回木粉、細(xì)云母組成，重量百分比為:還原鈦鐵礦35-42%，硅灰石6-9%，金紅石12-16%，白泥4_6%，海泡石5_8%，長石7_10%，75Γ母4_7%，大理石4_7%，中碳猛鐵7_10%，回木粉1_3%，棉1_3%，細(xì)云母1-3%。優(yōu)越性:本發(fā)明研制的焊條具有良好的力學(xué)性能和全位置焊接工藝性能，采用該焊條焊接低碳鋼及42公斤級(jí)的低合金鋼，可交直流兩用，焊接時(shí)，電弧柔和，操作輕松應(yīng)手，引弧及再引弧非常容易，飛濺極少，脫渣容易、焊波成形細(xì)致、美觀，特別利于焊工操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣型焊條，該鈦鈣型焊條熔敷金屬的力學(xué)性能和工藝性能良好。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是:
一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白云石5-30份，螢石2_7份，金紅石30-40份，欽白粉1-10份，欽鐵2_6份，猛鐵1_10份，長石3-15份，白泥2-10份，云母1-2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，硅0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0012]用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，所述藥皮包括以下材料:白云石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，云母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳I份，硅0.15份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0013]用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，所述藥皮包括以下材料:白云石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，云母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，硅0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0014]用于焊接雙相不銹鋼的鈦媽焊條，所述焊條的外徑為3.8mm-5.0mm。
[0015]所述焊條的焊接電流為110-300A。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本藥芯焊條具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、焊縫成形好，煙塵小，飛濺?。?br> 2、適用焊接電流大，電弧穩(wěn)定；
3、本申請(qǐng)鈦鈣焊條是用于電弧焊接雙相不銹鋼的焊接材料，熔池流動(dòng)性好，焊后脫渣容易，熔渣覆蓋均勻，焊縫成型細(xì)致美觀。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本申請(qǐng)的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本申請(qǐng)的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋旧暾?qǐng)的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0018]本申請(qǐng)的藥芯焊條克服焊縫氣孔等相關(guān)問題。藥芯焊條的填料組合物含有氧化鈦?zhàn)鳛橹饕墼纬蓜?、含氟化合物用來調(diào)節(jié)在焊接過程中所形成熔渣的性能，以便減少或者消除焊縫中的氣孔。填料組合物中可以使用許多類型的含氟化合物。
[0019]實(shí)施例1
一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，包括:焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白云石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1_10份，鈦鐵2_6份，錳鐵1_10份，長石3-15份，白泥2-10份，75:母1-2份。
[0020]所述焊芯包括:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，硅0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0021]焊條的外徑為3.8mm_5.0mm。
[0022]焊條的焊接電流為110-300A。
[0023]實(shí)施例2
一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，藥皮包括以下材料:白云石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，云母2份。
[0024]所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳I份，硅0.1 5份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0025]焊條的外徑為4.0mm。
[0026]焊條的焊接電流為150-250A。
[0027]實(shí)施例3
一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，藥皮包括以下材料:白云石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，云母2份。
[0028]所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，硅0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0029]焊條的外徑為4.5mm。
[0030]焊條的焊接電流為180-300A 藥皮中各個(gè)組分的作用:
白云石:白云石的主要的成分為CaMg (CO3)2，在焊條藥皮中起到碳酸鹽的作用，其作用主要為造氣和造渣，此外其還對(duì)穩(wěn)弧性能產(chǎn)生一定的影響，其主要的氧化產(chǎn)物CaO對(duì)焊縫金屬的脫硫與脫磷有很大的作用；白云石在焊條藥皮中其還起到鎂鹽的作用，對(duì)提高焊縫的塑韌性比單純的鈣鹽更加有利，并且可以大大的改善熔渣的透氣性，即提高了抗氣孔的能力。
[0031]螢石:螢石的主要作用是造渣和降氫，在焊條藥皮中被較為廣泛的使用。在CaO較多的熔渣中，它能改善熔渣的性能，降低熔點(diǎn)換和粘度，增加熔渣的流動(dòng)性，使焊縫中的氣體易于逸出；與氫結(jié)合成HF而揮發(fā)，脫硫和減少白點(diǎn)傾向。
[0032]金紅石:金紅石的主要成分是T12,它是很好的造渣劑，也是極好的粘塑劑，能使熔渣變成短渣，有利于改善焊條的焊接工藝性能。
[0033]鈦白粉:鈦白粉能使藥皮具有良好的塑性，改善焊條壓涂工藝性能，鈦白粉與金紅石的比例保持在3.5:1左右時(shí)，基本上可以取得取長補(bǔ)短，同時(shí)以部分鈦白粉代替金紅石，還可以增加焊條藥皮的涂鍍性。鈦白粉同時(shí)也是很好的造渣劑和粘塑劑，能使熔渣變成短渣，有利于改善焊條的焊接工藝性能。
[0034]鐵合金:鐵合金在本申請(qǐng)的焊條藥皮中包括鈦鐵和錳鐵。鈦鐵是主要的脫氧劑，且可以保護(hù)錳少受氧化而過渡到熔池，脫氧后的產(chǎn)物T12有較強(qiáng)的稀渣作用。并且鈦鐵對(duì)改善焊條的焊接工藝性能有利。錳氧化時(shí)放出大量熱能，提高熔池溫度，有利于冶金反應(yīng)。
[0035]硅酸鹽:硅酸鹽在焊條熔渣中的作用不可小覷，在本申請(qǐng)焊條藥皮中所添加的長石、白泥、白土子以及云母均屬于硅酸鹽。其氧化產(chǎn)物5102用以造渣，并可以調(diào)整渣的粘度，改善焊條的壓涂性能，且其加入量也對(duì)焊條的堿度產(chǎn)生一定的影響?；旌咸砑娱L石、白泥、白土子，而不直接添加石英砂，是因?yàn)樵谶@些硅酸鹽為復(fù)合型硅酸鹽，除去S12的作用，同時(shí)含有A1203、Fe2O3,K2O,Na2O等氧化物，這些氧化物在焊條熔渣中同樣可以發(fā)揮積極作用，如Al2O3的加入可以提高本申請(qǐng)鈦鈣型熔渣的粘度，提高電弧的集中性，并增加熔渣的表面張力，使焊條的脫渣更容易；又如K2O和Na2O,可以使電弧容易引燃，并且促使電弧穩(wěn)定燃燒，同時(shí)可以降低熔渣的熔化溫度，增加熔渣與焊縫金屬之間表面張力的差值，使得渣殼更容易從焊縫表面脫落。
[0036]云母:云母的主要作用是改善涂料的壓涂性能和造渣，并有助于提高穩(wěn)弧性，但是有由于含結(jié)晶水，會(huì)使焊縫金屬增氫。
[0037]云母有以下特性:
1)耐腐蝕性:云母與普通酸堿溶液不起反應(yīng)，與水亦不發(fā)生反應(yīng)，因而不起層、不掛垢、不破裂，在高溫高壓水的長期沖刷下，仍能基本保持原來的清晰和透明度；
2)熱性能:由于合成云母不含(ΟΗΓ，所以它的耐高溫?zé)岱€(wěn)定性比天然云母高許多，合成云母1200°C以上才緩慢分解，IlOOtlC以上失重顯著；
3)真空放氣性能:合成云母的真空放氣量低，用質(zhì)譜儀測(cè)定，放出的微量氣體只是氧氣、氮?dú)夂虯氬氣等吸附氣體。由于不放出水蒸汽，很適合用作電真空絕緣材料，將大大提高真空器件的使用壽命；
4)合成云母的含水量較小，有利于減少氫氣孔，從而有利于保證焊縫的強(qiáng)度。
[0038]焊芯中各個(gè)組份的作用:
碳:碳是強(qiáng)的奧氏體形成元素。由于碳化物沿晶界析出，使焊縫金屬脆化，出現(xiàn)晶界貧鉻的現(xiàn)象。使焊縫金屬耐蝕性降低，而晶界碳化物的強(qiáng)化作用，可使焊縫金屬強(qiáng)度和耐磨性增加，故以耐蝕性為主的不銹鋼焊縫，含碳量低些為好；而要求具有高溫強(qiáng)度的不銹鋼焊縫，其含碳量應(yīng)適當(dāng)?；谝陨显虮旧暾?qǐng)確定C在焊芯中的成分范圍為0.02% - 0.04%。
[0039]錳:錳是奧氏體化形成元素。當(dāng)不改變奧氏體十鐵素體組織狀態(tài)時(shí)，能改善焊縫的抗裂性，增加焊縫的塑性。但是當(dāng)錳含量過高時(shí)，便能導(dǎo)致焊縫的奧氏體粗化，此時(shí)便能夠?qū)е潞缚p抗晶問腐蝕能力降低。本申請(qǐng)確定焊芯中錳的含量為1.2%- 1.5%。
[0040]硅:硅是鐵素體化形成元素，其能夠增加焊縫的強(qiáng)度；在奧氏體十鐵素體的雙相鋼中，能夠使低溫沖擊韌性降低，但是卻可以有效的增加奧氏體十鐵素體雙相不銹鋼焊縫的抗裂性能。在氧化性酸中，硅能夠增加焊縫耐腐蝕性能:且在不使焊縫的鐵素體相粗化的前提下，可以增加焊縫抗晶間腐蝕能力。故焊芯中硅的含量控制在0.2%-0.4%。
[0041]鉻:鉻是鐵素體化形成元素，能增加焊縫的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，并降低延伸率及斷面收縮率，有時(shí)會(huì)降低沖擊韌性；并且鉻能夠提高焊縫抗晶間腐蝕能力，改善雙相不銹鋼焊縫在氧化性酸中的耐腐蝕能力。
[0042]鎳和氮:鎳是奧氏體化形成元素。在不使焊縫出現(xiàn)熱裂紋的情況下，可增加焊縫的塑性。當(dāng)鎳含量導(dǎo)致焊縫中奧氏體相粗化時(shí)，便會(huì)降低焊縫抗晶間腐蝕能力，但增加在還原性酸中焊縫的耐腐蝕能力。氮和鎳一樣在形成奧氏體方面具有重要的影響，它們都是形成和擴(kuò)大奧氏體的元素。但是氮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎳。在高溫下，氮穩(wěn)定奧氏體的能力比鎳大?？梢苑乐购负蟪霈F(xiàn)單相鐵素體，并能阻止有害金屬相的析出。為了抑制焊縫中鐵素體的過量增加，采用奧氏體占優(yōu)勢(shì)的焊縫金屬是雙相不銹鋼的焊接趨勢(shì)。一般采用的焊接材料中提高鎳或是加氮這兩條途徑。通常鎳的含量比母材高出2%-4%，所以本申請(qǐng)確定的鎳在焊芯中的含量為8%-10%。用含氮的填充材料比只提高鎳的填充材料效果更好，兩種元素都可以增加奧氏體的比例，并使其穩(wěn)定，但加氮不僅能延緩金屬間相的析出，而且還可以提高焊縫金屬的強(qiáng)度和耐蝕性。本申請(qǐng)所確定的氮在焊芯中的含量為0.15%-0.20%.鉬:鉬是鐵素體化形成元素，可以提高不銹鋼焊縫高溫強(qiáng)度和抗裂性。鉬含量和現(xiàn)在2%-3%時(shí)，在各類酸中特別是還原性酸中，能比較明顯地改善焊縫耐腐蝕性能，且能夠明顯提高焊縫金屬的抗點(diǎn)蝕能力。故本申請(qǐng)所確定的鋁的成分在2.5%-3.5%.硫和磷:硫、磷為雜質(zhì)元素。硫使焊縫的熱裂紋傾向增大，焊縫中含量越低越好。焊縫中鐵素體相越多，磷的有害作用越弱，此時(shí)，磷不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生熱裂紋。硫和磷屬于限制性雜質(zhì)元素，但無限度地降低硫和磷的含量，必然會(huì)引起生產(chǎn)成本的提高，故控制硫、磷的含量，其中硫小于0.01%，磷小于0.02%。
[0043]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本申請(qǐng)所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0044]本申請(qǐng)中所述的“和/或”的含義指的是各自單獨(dú)存在或兩者同時(shí)存在的情況均包括在內(nèi)。
[0045]以上述依據(jù)本申請(qǐng)的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)申請(qǐng)技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)申請(qǐng)的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，其特征在于，包括焊芯和藥皮，所述藥皮包括以下材料:白云石5-30份，螢石2-7份，金紅石30-40份，鈦白粉1-10份，鈦鐵2-6份，錳鐵1-10份，長石3-15份，白泥2-10份，云母1-2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02-0.03份，錳1-1.5份，硅0.1-0.25份，鉻18-23份，鎳8-10份，鋁2-4份，氮0.1-0.2份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60-80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，其特征在于，所述藥皮包括以下材料:白云石20份，螢石5份，金紅石40份，鈦白粉7份，鈦鐵3份，錳鐵10份，長石10份，白泥4份，云母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.025份，錳1份，硅0.15份，鉻20份，鎳8份，鋁2份，氮0.1份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵80份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，其特征在于，所述藥皮包括以下材料:白云石18份，螢石7份，金紅石35份，鈦白粉6份，鈦鐵5份，錳鐵12份，長石11份，白泥4份，云母2份，所述焊芯包括以下成分:碳0.02份，錳1.2份，硅0.2份，鉻19份，鎳9份，鋁3份，氮0.15份，硫小于0.1份，磷0.2份，鐵60份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，其特征在于，所述焊條的外徑為 3.8111111-5.0麵。
5.如權(quán)利要求1所述的用于焊接雙相不銹鋼的鈦鈣焊條，其特征在于，所述焊條的焊接電流為110-300八。
【文檔編號(hào)】B23K35/365GK104439759SQ201410747084
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】戴從鋒 申請(qǐng)人:蘇州路路順機(jī)電設(shè)備有限公司