[发明专利]一种核电设备用Ta&Nb复合型镍基焊丝及焊接方法

说明书

一种核电设备用Ta&Nb复合型镍基焊丝及焊接方法，它涉及焊接材料技术领域。它解决了现有焊丝大拘束度焊接的苛刻条件下容易出现裂纹缺陷的问题。焊丝：组成C，Si，Mn，S，P，Cr，Mo，Cu，Nb，Ta，Ti，Al，Fe，Ca，Mg，O，N，B，Zr，杂质元素和Ni。焊接方法：采用自动填丝钨极惰性气体保护焊。本发明中镍基焊丝，堆焊厚度达到30mm时，熔敷金属依然无裂纹缺陷。利用本发明中镍基焊丝焊接时，工艺参数适应性强，焊接过程电弧稳定，焊丝送丝性能好，无浮渣，成形性能好，工艺性能好；能够实现焊缝的微合金化，得到符合标准要求的焊缝。本发明适用于核岛主设备焊接的镍基焊丝。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域。

背景技术

在ASME标准中5.14相关的镍基含金焊丝标准ERNiCrFe-13(UNS No.N06055)成分为：C≤0.03％，Mn≤1.0％，Nb+Ta：2.1％-4.0％，Cr：28.5％-31.0％，Mo：3％-5％，Ti≤0.5％，Al≤0.5％，Ni：52.0％-62.0％，S≤0.015％，P≤0.02％，余者为Fe，以及其他不可避免的杂质元素。

中国专利ZL200710138081.1中给出的是一种镍基合金焊件，其化学成分(重量％)为：Cr：28.5％-31.0％，Fe：0-16％(7.0％-10.5％)，Mn≤1.0％，Nb+Ta：2.1％-4.0％(最好是(2.2％-2.8％)Nb+Ta)，Mo：0-7％(3％-5％)，Si≤0.50％(0.05％-3％)，Ti：0.01％-0.35％，Al：0-0.25％，C≤0.03％，Ni：52.0％-62.0％，S≤0.01％，P≤0.02％，Cu≤1.0％，W≤1.0％，、Co≤0.5％，B≤0.01％(≤0.001％)，Zr≤0.10％、Mg+Ca:0.002％-0.015％，余量为Ni以及不可避免的杂质。该种焊接材料，含有2.1％-4.0％的(Nb+Ta)(优选2.2-2.8％)；研究表明当Ta含量较低时，2.5％Nb在枝晶间会形成低熔点的(γ+Laves相)共晶组织，导致焊缝结晶温度区间增大，结晶裂纹敏感性显著增加。仅规定2-3％的Nb+Ta无法保证满足核电设备制造对镍基合金焊丝熔敷金属无裂纹的要求。

专利申请号201210270091.1中给出的是一种镍基合金焊丝，其化学成分(重量％)为：C：0.01-0.1％，Mn≤0.5％，Si≤0.5％，Nb+Ta：2％-3％，Cr：29％-32％，Mo：3％-4％，Ti：0.2％-1.0％，Fe：7％-9％，Al：0.3％-1.0％，S≤0.005％，P≤0.01％，余者为Ni，且Ni≤55％，以及其他不可避免的杂质元素。该种焊接材料，含有2％-3％的(Nb+Ta)；研究表明当Ta含量较低时，2.5％Nb在枝晶间会形成低熔点的(γ+Laves相)共晶组织，导致焊缝结晶温度区间增大，结晶裂纹敏感性显著增加。仅规定2-3％的Nb+Ta无法保证满足核电设备制造对镍基合金焊丝熔敷金属无裂纹的要求。

专利申请号201510609310.8中给出的是一种高温高强度无裂纹缺陷的核电用镍基焊丝，其特征在于，按重量百分比计，其基本化学成分组成为：Cr：28.0-31.0％，Fe：7.0-11.0％，C：≤0.04％，Mn：≤1.0％，Si：≤0.15％，Ti：≤0.5％，Al：≤0.4％，Al+Ti：≤0.8％，Mo：2.0-4.0％，Nb：1.5-2.5％，S：﹤0.005％，P：﹤0.005％，O≤0.005％，H≤2ppm，N≤0.02％，Ca：﹤0.005％，Mg：﹤0.005％，Ta：﹤0.02％，Cu：﹤0.02％，Co：﹤0.02％，Ni为余量。该种焊接材料，含有1.5-2.5％的Nb而无Ta；研究表明单独靠Nb难以同时兼顾并彻底解决结晶裂纹与DDC。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有焊丝大拘束度焊接的苛刻条件下容易出现裂纹缺陷的问题，而提供一种核电设备用Ta&Nb复合型镍基焊丝及焊接方法。