用于焊接1Ni9鋼的低氫堿性焊條及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了用于焊接1Ni9鋼的低氫堿性焊條，包括藥皮和焊芯，藥皮按重量比由以下材料組成：大理石34～48%，螢石20～27%，石英2～8%，鋯英砂4～5%，金紅石3～10%，鈦白粉1～3%，硅鐵2～5%，稀土硅鐵1～3%，鈦鐵4～11%，中碳錳鐵2～8%，合成云母1～3%，純堿1～2%，各組分重量百分比之和為100%。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了其制備方法，將藥粉與粘結(jié)劑混合后壓成圓柱形粉團(tuán)并放入壓涂機(jī)中，將焊芯放在壓涂機(jī)的送絲臺(tái)上，運(yùn)行壓涂機(jī)制得焊條，然后磨頭磨尾后逐級(jí)升溫烘干即得。本發(fā)明專利技術(shù)低氫堿性焊條焊縫金屬擴(kuò)散氫含量較低，復(fù)合低氫含量要求，在液氮溫度下韌性較好，滿足工程要求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于材料加工
，具體涉及一種用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條，本專利技術(shù)還涉及該低氫堿性焊條的制備方法。
技術(shù)介紹
1Ν 9鋼是美國INCO公司專利技術(shù)的一種優(yōu)良的超低溫低碳鋼，亦被稱為9%Ni鋼，是一種低碳調(diào)質(zhì)馬氏體型低溫用鋼，在_196°C具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性和焊接性，與不銹鋼相比，合金含量少、價(jià)格便宜；與低溫用鋁合金相比，許用應(yīng)力大、熱膨脹率小，被認(rèn)為是制造低溫下服役的風(fēng)機(jī)葉輪的優(yōu)良材料。目前與lNi9鋼匹配的常用焊接材料有ENiCrMo-3、ENiCrMo-6 等鎳基焊條，這些焊材生產(chǎn)技術(shù)目前僅為國外少數(shù)科研機(jī)構(gòu)所掌握，且存在有含鎳量高、焊接工藝性能較差、焊接接頭在液氮溫度下沖擊值較低、焊縫壽命短等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條，解決了現(xiàn)有焊條含鎳量高和工藝性能差的問題。本專利技術(shù)的另一目的是提供上述低氫堿性焊條的制備方法。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是，用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條，包括藥皮和焊芯，藥皮按重量比由以下材料組成大理石34 48%，螢石20 27%，石英2 8%，鋯英砂4 5%，金紅石3 10%，鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各組分重量百分比之和為100%。本專利技術(shù)所采用的另一技術(shù)方案是，上述低氫堿性焊條的制備方法，具體步驟如下步驟I，按重量百分比稱取大理石34 48%，螢石20 27%，石英2 8%，鋯英砂4 5%，金紅石3 10%，鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各組分重量百分比之和為100% ;將上述藥粉材料和粘結(jié)劑一起放入混料機(jī)中混合10 20min,然后將混合后的藥粉在壓團(tuán)機(jī)中壓成圓柱形粉團(tuán)；步驟2，選取UPT7013MO或0K92. 55焊芯，并將其放置在壓涂機(jī)的送絲臺(tái)上，將步驟I制得的圓柱形粉團(tuán)放入壓涂機(jī)中，運(yùn)行壓涂機(jī)制得焊條，將制得的焊條磨頭磨尾后放入箱式烘干機(jī)中，按照 60°C X8h+120°C Xlh+180°C Xlh+250°C Xlh+350°C X1. 5h 進(jìn)行烘干，即得到用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條。本專利技術(shù)的特點(diǎn)還在于，其中粘結(jié)劑為模數(shù)m=3的鈉水玻璃，藥皮與鈉水玻璃的重量比為2. 8 3. 8 :1。本專利技術(shù)的有益效果是，本專利技術(shù)用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條與現(xiàn)有ENiCrMo-3、ENiCrMo-6鎳基焊條相比，穩(wěn)弧性好，脫渣容易，飛濺和煙塵少，熔渣覆蓋均勻，熔池流動(dòng)性好，焊縫成形美觀；另外該低氫堿性焊條熔敷金屬擴(kuò)散氫含量較低，符合低氫含量要求，焊縫在液氮溫度下韌性較好，滿足工程要求，且制備方法簡單。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例1的熔敷金屬金相圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例6的熔敷金屬金相圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。 本專利技術(shù)用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條，包括藥皮和焊芯，藥皮按重量比由以下材料組成大理石34 48%,螢石20 27%,石英2 8%,錯(cuò)英砂4 5%,金紅石3 10%,鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各組分重量百分比之和為100% ;焊芯采用UPT7013MO或0K92. 55焊-!-HΛ ο上述低氫堿性焊條的制備方法，具體步驟如下步驟I，按重量百分比稱取大理石34 48%，螢石20 27%，石英2 8%，鋯英砂4 5%，金紅石3 10%，鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各組分重量百分比之和為100% ;將上述藥粉材料和粘結(jié)劑一起放入混料機(jī)中混合10 20min,然后將混合后的藥粉在壓團(tuán)機(jī)中壓成圓柱形粉團(tuán)；其中粘結(jié)劑為模數(shù)m=3的鈉水玻璃，藥皮與鈉水玻璃的重量比為2. 8 3. 8 :1 ;步驟2，選取UPT7013MO或0K92. 55焊芯，并將其放置在壓涂機(jī)的送絲臺(tái)上，將步驟I制得的圓柱形粉團(tuán)放入壓涂機(jī)中，運(yùn)行壓涂機(jī)制得焊條，將制得的焊條磨頭磨尾后放入箱式烘干機(jī)中，按照 60°C X8h+120°C Xlh+180°C Xlh+250°C Xlh+350°C X1. 5h 進(jìn)行烘干，即得到用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條。藥皮各個(gè)組分的作用大理石和螢石大理石的主要成分是CaCO3，其作用是造渣。CaCO3在6001開始分解，發(fā)生反應(yīng)CaCO3 — Ca0+C02,生成CaO并釋放出CO2氣體，CaO屬于離子鍵，起著增加溶滴表面張力的作用，另外CaO在熔滴階段對(duì)金屬不產(chǎn)生強(qiáng)氧化作用，因而不會(huì)使金屬熔滴增氧而降低表面張力，顯然大理石會(huì)使熔滴表面變粗。隨著大理石加入量的進(jìn)一步增大，它分解后形成的CO2氣流對(duì)熔滴產(chǎn)生的吹送作用增強(qiáng)，促使熔滴過渡。另外，CO2氣流對(duì)熔滴的氧化作用，有利于降低金屬熔滴的表面張力。螢石的主要的化學(xué)成分是CaF2，其主要作用是稀渣、造渣和降氫。螢石可以明顯地降低熔渣表面張力，但螢石的加入會(huì)大幅度提高陰極電壓降，明顯地提高了焊條的熔化速度，熔滴過渡頻率增大，減少了熔滴在焊條端部的停留時(shí)間，熔滴溫度降低而使表面張力增大，使熔滴變粗；另一方面，螢石的加入量增大，將明顯地改變電弧形態(tài)，使電弧變成集中型，這樣減少了電弧對(duì)熔滴的加熱面積而降低了熔滴的溫度，致使熔滴的表面張力增大，同時(shí)還加劇了電弧力對(duì)熔滴的作用。在高溫時(shí)CaF2會(huì)發(fā)生高溫反應(yīng)而生成HF氣體，HF易揮發(fā)，對(duì)脫硫和減少白點(diǎn)傾向有很大的作用。但螢石屬于高電離元素，使電弧燃燒不穩(wěn)定、并且產(chǎn)生HF這種有毒氣體，因此螢石重量百分比控制在18% 25%之間較為合理。在大理石與螢石總量一定的情況下，大理石與螢石之比很重要，大理石與螢石的比值在I 3之間，電弧穩(wěn)定，噴力大，飛濺少。大理石與螢石比值> 3時(shí),焊縫出現(xiàn)粘洛，V形坡口焊接時(shí)脫渣不良，焊縫表面有氣孔。大理石與螢石比值< I時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。因此，提高大理石而降低螢石含量(比值在I 3之間)，電弧穩(wěn)定性增加，熔渣的堿度和氧化性增大，但是隨著其比值的增加，熔渣的熔點(diǎn)提高，粘度和表面張力增大，熔渣流動(dòng)性變差，焊道變窄，堆高增加；反之，會(huì)使電弧穩(wěn)定性變差，藥皮熔點(diǎn)降低，焊條套筒變短，電弧吹力不夠，飛濺增大，熔渣過稀，保護(hù)不良，且難于操作。石英和鋯英砂石英的主要化學(xué)成分為SiO2, SiO2的主要作用是稀渣、調(diào)整熔渣粘度、改善壓涂性能。藥皮中加入石英主要是為了形成復(fù)合硅酸鹽，調(diào)整熔渣酸堿度，改善熔渣物理特性，提高熔渣脫渣性。本專利技術(shù)中石英重量百分比控制在2 8%時(shí)，焊條脫渣較好。鋯英砂的主要成分是硅酸鹽(ZrSiO4),其熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱率低、線脹系數(shù)小，在藥皮中主要起脫渣作用，重量百分比在4 5%時(shí)效果較為顯著。金紅石和鈦白粉金紅石和鈦白粉主要化學(xué)成分均為Ti02。TiO2有穩(wěn)弧、降低熔渣粘度(主要在高溫時(shí)造成短渣、增加導(dǎo)電性、改善脫渣)等作用。金紅石是很好的造渣劑、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，這在交直兩用的低氫焊條中更為普遍。鈦白粉能使藥皮具有良好的塑性，改善焊條壓涂性能，但用量不本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于焊接1Ni9鋼的低氫堿性焊條，其特征在于，包括藥皮和焊芯，所述藥皮按重量比由以下材料組成：大理石34～48%，螢石20～27%，石英2～8%，鋯英砂4～5%，金紅石3～10%，鈦白粉1～3%，硅鐵2～5%，稀土硅鐵1～3%，鈦鐵4～11%，中碳錳鐵2～8%，合成云母1～3%，純堿1～2%，各組分重量百分比之和為100%。

【技術(shù)特征摘要】
1.用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條，其特征在于，包括藥皮和焊芯，所述藥皮按重量比由以下材料組成大理石34 48%，螢石20 27%，石英2 8%，鋯英砂4 5%，金紅石3 10%，鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各組分重量百分比之和為100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接lNi9鋼的低氫堿性焊條的制備方法，其特征在于，具體步驟如下 步驟1，按重量百分比稱取大理石34 48%，螢石20 27%，石英2 8%，鋯英砂4 5%，金紅石3 10%，鈦白粉I 3%，硅鐵2 5%，稀土硅鐵I 3%，鈦鐵4 11%，中碳錳鐵2 8%，合成云母I 3%，純堿I 2%，各...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張敏，吳偉剛，李繼紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：