[发明专利]一种T/P91钢焊条及其制作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种T/P91钢焊条及其制作方法，适用于化工、电站锅炉T/P91钢的焊接。

背景技术：

20世纪90年代中期以来，国内投产的进口或国产火电机组相继采用了T/P91钢管，但到目前为止，其焊接材料几乎全部依赖进口，价格昂贵，国内虽有少数几家单位能够生产T/P91钢焊条，但其产品均采用钢芯过渡，由于焊芯合金元素较多，电阻率较高，焊接过程中容易造成药皮发红开裂，焊接工艺性较差，单纯采用药皮过渡，由于T/P91钢合金元素含量较高，会使焊条药皮厚度变大，容易造成合金元素过渡不均匀，采用药皮与钢芯混合过渡的形式可较好的解决上述问题，但重点在于焊条药皮的配方设计。

药皮中合金元素含量较多，焊条药皮密度高、药皮与焊芯的线膨胀系数差别大，焊条制作过程中容易造成药皮开裂，且在药皮配方确定的情况下，为保证熔敷金属中化学成分的稳定性，焊条压制过程中必须控制药皮重量系数。

另外，T/P91钢焊条属超低氢焊条，药皮的潮湿程度对焊条熔敷金属中扩散氢的含量有着非常正重要的影响，因此，合理设计焊条烘干工艺对焊缝的使用性能有着重要的意义。

发明内容：

本发明旨在提供一种采用钢芯和药皮混合过渡的T/P91钢焊条的制作方法，本发明采用R40焊丝作为焊条焊芯，其成分见表1

表1R40焊丝化学成分

从表1可见，焊丝为2.25Cr-1Mo型，而T/P91钢为9Cr-1Mo型耐热钢，采用R40作为焊丝，可由钢芯过渡部分Cr、Mo元素，一方面可避免纯钢芯过渡电阻率过高引起的药皮发红脱落问题，另一方面也避免了纯药皮过渡引起的熔敷金属内成分不均匀问题。

采用该方法制作的焊条，焊接工艺性能良好，飞溅少，烟尘量低，焊缝成型美观，各项性能经试验能够达到国外同类焊条标准，并且生产成本低，在降低对国外焊条的依赖性方面，具有重要的现实意义。

本发明包括焊条药粉的配方，药粉混合物的干混合、药粉与混合物的湿混合、水玻璃的加入量、焊条压制环境温度的控制、湿药粉混合物与焊芯压涂时焊条药皮重量系数的控制，湿焊条的烘干工艺。

一种T/P91钢焊条，其特征在于：

焊条焊芯采用R40焊丝,，药粉混合物的配方是：

按重量比

大理石31～35，

萤石26～29，

控制大理石与萤石之比为1.2，

钛白粉4～7，石英1～2，

云母1～2，

金属铬13～15，

雾化镍粉1~2，

钛铁7～9，

钼铁1~2，

铌铁0.5～1、

钒铁1-2、

钒氮合金1～2。

一种T/P91钢焊条制作方法、其特征在于：

按药粉比例干混合后，加入水玻璃3：1湿混，搅拌均匀后进行焊条压制，控制焊条药皮重量系数为0.95～1.0，同时为避免烘干后药皮开裂，压制环境温度应控制在20℃以上，将湿焊条在环境温度晾干3小时后装入烘箱，100℃烘干2小时，然后以125℃/小时升温至450℃，保温两小时后炉冷。

具体制作方法如下：

第一步将药粉混合物在干粉状态下进行充分搅拌。

第二步在搅拌均匀的干粉中加入模数为3.2～3.4，浓度为42Be的钾钠混合水玻璃（3：1），加入量为300-330ml/Kg，进行充分搅拌。

第三步将药皮与焊芯进行压涂，压涂过程中要严格控制环境温度为20℃以上，控制药皮重量系数为0.9~1.0，制成湿焊条。

第四步将湿焊条在环境温度晾干3小时后装入烘箱，100℃烘干2小时，然后以125℃/小时升温至450℃，保温3小时后炉冷。

本发明特点和优点：

本发明中采用了CaO-CaF₂-SiO₂渣系，该渣系焊接过程中电弧平稳、飞溅率低、熔渣覆盖均匀，利于全位置焊接，另外，焊条压制过程中通过严格控制环境温度、避免了焊条晾干后的开裂现象，通过控制药皮重量系数，保证了熔敷金属中各元素含量满足标准要求，经试验其理化性能指标满足国外相关标准要求。

本发明焊条的制作方法中，提出一种新的焊条烘干工艺，与常规碱性焊条相比，其烘干温度和时间都有所提高，但不会造成药皮开裂，试验证明采用本烘干工艺的制作的焊条其熔敷金属中扩散氢的含量低于5ml/100g，满足超低氢焊条标准要求。工艺性能良好，飞溅少，烟尘量低，焊缝成型美观。