[发明专利]WB36钢焊接用超低氢碱性焊条

说明书

技术领域

属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用于WB36钢的焊接。

背景技术

WB36(15NiCuMoNb5)钢是在碳锰钢的基础上添加Ni-Cu-Mo合金发展起来的。该钢的特点是强度高，屈服极限比St45.8/III等钢高约30％～40％，260℃的许用应力比St45.8/II I钢提高约60％，通常使用温度为300℃左右，最高可达400℃。被广泛用于蒸汽发生器的高压和沸水区域、给水系统和水蒸汽包，可替代St45.8/III，A106B，20G等钢种，使壁厚减少约15％~30％，是高参数电站及电站锅炉理想的首选中温材料。

自80年代在国内某电厂二期的600MW超临界机组上首次引进WB36钢材以来，已成为我国近二十年来大力推广的新型电站用钢，是我国新建300WM亚临界、600WM超临界、1000WM超(超)临界机组中主给水管道的优选、首选钢种。自投入运行以来，使用状况一直良好，虽然WB36钢的国产化工作已经开始，但所用的大量的WB36钢材仍依赖进口。由于没有相配套的焊接材料，致使很多单位使用不同的焊接材料进行WB36钢的试验和工程焊接，这必将为电站的长期安全运行留下了重大的安全隐患。

针对这种状况，研制各项性能指标达到或接近国外同类产品水平与WB36钢相匹配、价格便宜的焊接材料是非常有必要的，对改变WB36钢焊接材料完全依赖进口的现状，规范国内WB36钢焊接材料的选择使用，实现WB36钢焊接材料国产化以及对推动民族焊材工业发展，推进WB36钢在我国电站中的更广泛应用，节约外汇，降低施工成本，消除安全隐患，具有重要的现实意义和显著的经济效益。

WB36钢焊条的研制在国内外尚未见相关的专利及文献报道。

发明内容

本发明目的是解决WB36焊条的配方问题，选用了由CaCO₃-CaF₂-SiO₂组成的碱性低氢型渣系作为研制焊条的药皮类型，并采取了限制焊缝金属中扩散氢的含量的有效措施，使其控制在5mL/100g(水银法)以内的超低氢范围，并且提供一种氧化硅渣系WB36钢焊接用超低氢焊条。

本发明提供的WB36钢焊接用超低氢碱性焊条，其特征在于焊条药皮的配方含有以下质量百分比含量的物质：2～10％锰铁，4～6％硅铁，1～2％铝，2％铝，1～4％镍粉，3～8％石英，1～3％铌铁，0.5～2.5％钒铁，0.5～3％铜粉，20～30％萤石，35～45％大理石。

其中各成分的作用如下：

锰铁：脱氧，向焊缝中过渡金属锰，起到焊缝合金化作用，其主要作用也是强化提高焊缝金属的强度。Mn可以降低奥氏体向铁素体的相变温度，抑制奥氏体在较高温度下向先共析铁素体及侧板条铁素体的相变，促进针状铁素体的形成，在提高焊缝金属强度的同时，提高焊缝金属的韧性。

硅铁：脱氧，向焊缝中过渡硅，同时对焊缝金属强化。

铝：脱氧。

镍粉：合金化作用向焊缝中过渡镍，加入一定量Ni有利于提高焊缝金属冲击韧性，同时抵消由于Cu的存在带来的高温红脆趋势。

石英：造渣，调整药皮的粘度。

铌铁：合金化作用，向焊缝中过渡铌。

钒铁：合金化作用，向焊缝中过渡钒。

铜粉：合金化作用，向焊缝中过渡铜，添加一定量的Cu通过其析出物达到沉淀固溶强化，以提高材料的高温强度，并提高钢的抗腐蚀性。

萤石：造渣，脱氢，改善渣的粘度等。

大理石：造渣，造气，稳弧，细化熔滴。

焊接冶金的主要任务是脱氧和向焊缝中过渡合金从而使焊缝获得良好的综合力学性能。由于选出了较好的金属粉和合金粉匹配，再加上适度的造渣、造气物质和稳弧剂使焊条获得了良好的工艺性能；焊条的熔覆金属成分以及力学性能以及工艺性能见表1，扩散氢含量见表2。

研制焊条的工艺性能良好，研制焊条具有飞溅小，熔池流动性好，熔渣覆盖均匀，焊缝成型细致、美观，脱渣容易等良好的焊接工艺特点，研制焊条的熔敷金属扩散氢含量得到了有效控制，熔敷金属扩散氢含量为4.1mL/100g，符合超低氢标准要求。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1、根据研制的焊条药皮配方配制焊条药皮压制用药粉。

2、焊条的生产在焊条压涂机中生产，在压涂机中加入根据研制的配方配制的药粉，使用普通焊条用钢芯H08Mn2SiA压制成焊条产品。

具体实施方式

所有实施例焊条都是由普通焊条压涂机制出：