[发明专利]一种双相不锈钢电焊条及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及一种双相不锈钢电焊条，主要用于2205双相不锈钢的焊接，可广泛用于海洋工程建设，石油、化工行业设备制造。

背景技术

由于双相不锈钢兼有铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能以及奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性等优点。目前，双相不锈钢已广泛应用于石油、化工、天然气高压系统、海水处理、原子能工业、化学品运输船舶等行业。

目前，国内外双相不锈钢电焊条按照药皮类型大致分为：碱性型、钛钙型和钛酸型。其中，碱性药皮焊条力学性能优异，但工艺性能较差，飞溅大，电弧不稳定；钛酸型药皮焊条焊接工艺优异，飞溅小，电弧稳定，但是气孔敏感性高。公开号为CN101323058的中国专利“一种酸性药皮超级双相不锈钢焊条”和公开号为CN101817123A的中国专利“一种双相不锈钢电焊条”所公开的药皮组成中TiO2(金红石，钛白粉)和硅酸盐(钾长石，云母)占据主体，药皮类型为钛酸型；公开号为CN101367161的中国专利“一种低氢型超级双相不锈钢焊条”所公开的药皮组成中碱性化合物(大理石，萤石)占据主体，药皮类型为碱性药皮；中国公开专利号CN102019518A“一种双相不锈钢电焊条”所公开的药皮组成中碱性氧化物(氧化钙，氟化钙)占据主体，也属于碱性药皮。

由上可知，目前的双相不锈钢焊条药皮类型多为碱性型和钛酸型，但上述两种类型的力学性能和焊接工艺性很难同时兼顾，而钛钙型药皮的双相不锈钢焊条的焊接工艺性，熔敷金属的力学性能和耐蚀能力能同时达到较高的水平。目前国内部分单位开始研发钛钙型双相不锈钢电焊条。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种钛钙型双相不锈钢电焊条，其具有优良的焊接工艺性，熔敷金属的力学性能和耐蚀能力。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双相不锈钢电焊条，其中，所述电焊条的药皮组分按质量百分比为：大理石：10～15％，钾长石：5～10％，氧化铝：1～5％，合成云母：1～5％，氧化铬绿：2～4％，氮化铬1～2％，金属粉：20～25％，萤石：5～10％，纯碱：1～3％，基体为金红石。

所述金属粉包括铬铁、镍粉及钼铁。

铬铁化学成分按质量百分比为：铬≥60.0％，硅≤1.0％，硫≤0.025％，磷≤0.03％，碳C≤0.03％，其余为铁。

镍粉化学成分按质量百分比为：镍≥99.8％，硫≤0.01％，磷≤0.01％，碳C≤0.02％。

钼铁化学成分按质量百分比为：钼≥60.0％，硅≤1.0％，硫≤0.08％，磷≤0.04％，碳≤0.10％，铜≤0.50％，其余为铁。

所述金属粉中，70％wt的金属粉粒度范围为160目～60目，其他的粒度≤160目。

称取下述质量百分比的药皮组分混合均匀：大理石：10～15％，钾长石：5～10％，氧化铝：1～5％，合成云母：1～5％，氧化铬绿：2～4％，氮化铬1～2％，金属粉：20～25％，萤石：5～10％，纯碱：1～3％，其余为金红石；

向混匀后的药皮原料中加入占药皮总重量的20％～22％钾型水玻璃，该钾型水玻璃的婆美度为43°，搅拌均匀后，涂覆在焊芯外，经油压机压制，再经过高温烘烤350℃烘干2小时，得到所需电焊条。

本发明中各个组分的主要作用机理：

金红石主要作用为造渣，使电弧稳定，熔滴过渡方式为喷射过渡，焊缝成形美观，脱渣性好。过量使用会降低焊缝的机械性能。

大理石主要作用为造气。大理石主要成分为CaCO₃，在高温时发生分解生成CO₂，保护焊缝不被氧化。含量过低，对焊缝保护不充分，会使焊缝含氧量增加降低焊缝机械性能和耐腐蚀性能。如果含量过高，造气量过大使渣的黏度过大，使焊缝内出现气孔，同时电弧稳定性降低，飞溅增加。本发明中大理石含量控制在10-15％。

钾长石主要作用是稳弧，钾的电离电位很低，适量的钾长石可以稳弧，改善脱渣性。钾长石是酸性盐，能控制渣的碱度，保证焊接工艺。本发明中钾长石的含量为5-10％。

萤石主要成分是CaF₂，萤石是强稀释剂，能够降低液态金属的表面张力，使焊缝中的气体易于逸出，同时能够脱氢和脱硫。含量过低，焊缝中容易出现气孔。含量过高，破坏电弧的稳定性，使焊接工艺变差。本发明中萤石的含量为5-10％。