[发明专利]低氢高止裂焊条

说明书

本发明公开了一种低氢高止裂焊条，以总重量计算，大理石40‑55%，氟化物10‑20%，SiO₂换算值0.5‑4%，TiO₂换算值6‑15%，Al₂O₃换算值0.1‑2%，镍镁合金2‑7%，Mn 0.8‑2.8%，Ni 1‑4%，B 0.1‑0.5%，P≤0.01，N≤0.01，钠或钾氧化物换算值2‑5%，适量粘结剂，及不可避免的及杂质等。可应用于低温球罐等全位置焊接。

技术领域

本发明涉及一种低氢高止裂焊条，特别涉及一种低扩散氢含量、止裂性能优异的低温钢用电焊条。

背景技术

乙烯，液化石油气、液化天然气的球罐，由于罐体结构复杂、建造拘束度大、常常需在野外施工等条件常常导致焊接冷裂纹出现。而焊接扩散氢含量直接决定了冷裂纹敏感性，因此焊材需要具备低扩散氢特点。此外，由于母材自身低温韧性优异，焊材及焊缝金属也需要具备优异的低温韧性。

最近，为进一步确保结构安全性能，对能源类结构提出了止裂性能的要求，即在脆性裂纹已经萌生或存在的条件下，材料自身抗裂纹扩展的能力，也就是止裂能力。目前，油船等开始使用这个指标来评价钢板及焊接焊接，因此对焊材也提出了要求。尽管低温球罐界尚未应用推广这个技术指标，但已经在探讨了，毕竟这对于确保结构安全有重要意义。

以-100℃使用的3.5Ni钢低温压力容器钢(美标SA203E)为例，其配套焊条需要具备扩散氢低于5ml/100g、-100℃冲击功大于47J、低飞溅和焊接成型美观等优点。

已有技术CN201410353825和CN201410171103提供了扩散氢含量低至4.0和3.5ml/100g的焊缝金属；CN201310322476提供了一种可满足-100℃冲击功要求的焊条，但均未涉及焊缝金属的止裂能力。

特开201-0227968提供了低氢且-40℃的CTOD性能优异的焊条，但-50℃CTOD性能未知；特开2014-188540提供了一种低氢焊条，可满足-80℃低温冲击、-50℃的CTOD性能的焊条，但-80℃抗止裂性能未知。

针对低温球罐的止裂焊条报道不多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低扩散氢含量、高止裂性能的电焊条、其焊接电弧稳定性好、低飞溅、脱渣性能优异、焊缝金属的扩散氢含量低于5ml/100g，焊缝金属的-80℃止裂功优异，低温性能优异。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

低氢高止裂焊条，包括芯部焊芯和表面药皮，以总重量计算，焊条含有：大理石40-55％，氟化物10-20％，SiO₂换算值0.5-4％，TiO₂换算值6-15％，Al₂O₃换算值0.1-2％，镍镁合金2-7％，Mn 0.8-2.8％，Ni 1-4％，B 0.1-0.5％，2.5≤Ni/Mn≤3.5，P≤0.01，N≤0.01，钠或钾氧化物换算值2-5％，适量粘结剂，余量为铁或铁合金，及不可避免的及杂质等。

低氢高止裂焊条，焊芯中S≤0.005％，P≤0.005％。

低氢高止裂焊条，热输入量≤30kJ/cm，扩散氢含量≤3ml/100g，-80℃冲击功止裂功≥6500N/mm^1.5。

焊条中各组成说明如下：

大理石：一方面利用其高温状态下分解的CO₂对熔池提供保护，一方面利用其产生的CaO进行造渣，清洁焊缝金属，改善脱渣性能。含量过高，会增加飞溅；含量过低，对焊接熔池保护不利，使得焊接熔池过度氧化，会降低力学性能。因此，其优选含量是40-55％。