CN102019518B - 一种双相不锈钢电焊条 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双相不锈钢电焊条，其包括焊丝和药皮，所述药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙35～45％、氟化钙16～25％、钛白粉5～10％、二氧化硅5～10％、硅铁4～8％、中碳锰铁3～5％、钼铁2～4％、氮化铬铁3～5％、氧化钾3～5％、氧化钠4～6％和镍1～3％。本发明提供的耐腐蚀高强度双相不锈钢电焊条，其熔敷金属具有优良的力学性能，焊接性能以及耐点蚀、应力腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电弧焊接的不锈钢电焊条，尤其是一种双相不锈钢电焊条。
背景技术
随着人类工业技术的日益多样化、成熟化，世界各国工业化发展过程中对钢材的性能要求也逐渐增高。因此，具有优良的耐腐蚀性、韧性及高强度性能双相不锈钢的需求也日渐增多，2506双相不锈钢就是其中一种，它广泛应用于炼油设备及石油化工的换热器、化学品船的波壁货舱、大型桥梁结构以及深海油田的管道缆等钢结构件，其化学成分(质量百分含量)为：C：≤0.030％、Mn：≤2.0％、Si：≤1.0％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：24.0-26.0％、Ni：5.5-7.5％、Mo：2.5-3.5％、N：0.10-0.20％，其余为Fe。
作为与耐蚀高强度双相不锈钢相配套的电焊条，不仅焊接工艺、工艺方法和焊工技术要满足相应的标准和要求，焊接材料也必须满足焊后熔敷金属化学成分要求、力学性能要求以及耐点蚀、应力腐蚀性能及海水腐蚀要求等。
经对现有双相不锈钢的文献检索发现，CN101323058A和CN101367161A专利是用于双相不锈钢的电焊条，虽其应用范围也较广，但其配制药皮所需矿物粉中含有大量的贵金属粉，如镍粉、金属铬和金属锰等，甚至还有一定量的稀土成分，使其价格昂贵，而且添加过多的金属粉末会使电焊条焊接工艺性能变差，同时，会造成对现场焊接工作环境的污染。通过上述检索发现，目前尚无一种既经济又环保且具有优良的力学性能和耐点蚀、应力腐蚀性能的电焊条。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种耐腐蚀高强度双相不锈钢电焊条，以适宜的碱性和酸性化合物为基础，成分简单、合理，焊接工艺性能和焊接现场的环境也得到了进一步地提高，使用范围更广，价格也更为低廉。
本发明的技术方案是：一种双相不锈钢电焊条，其包括焊丝和药皮，所述药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙35～45％、氟化钙16～25％、钛白粉5～10％、二氧化硅5～10％、硅铁4～8％、中碳锰铁3～5％、钼铁2～4％、氮化铬铁3～5％、氧化钾3～5％、氧化钠4～6％和镍1～3％。
所述电焊条的制备方法是：称取下述重量百分比的药皮组分：氧化钙35～45％、氟化钙16～25％、钛白粉5～10％、二氧化硅5～10％、硅铁4～8％、中碳锰铁3～5％、钼铁2～4％、(CrFe)N：3～5％、氧化钾3～5％、氧化钠4～6％和镍1～3％，混合均匀后加入占药皮总重量的16～18％的水玻璃作粘结剂，将混合物涂覆在焊丝外，然后经油压式焊条压涂机压制，在低温150℃烘干1小时，然后再高温350-400℃烘干0.5小时。
优选的是，所述药皮占电焊条的质量百分数为28～32％。
优选的是，所述焊丝采用2506双相不锈钢焊丝。
所述氮化铬铁中元素的含量如下：Cr≥60％、N≥5.0％、C≤0.1％、S≤1.5％。
所述硅铁中的含硅量为75％。
本发明的有益效果是：(1)由于药皮中的各组分配比合理，使焊道光滑、有良好的去渣性、熔合良好，无夹渣、气孔、宏观裂纹等明显缺陷，具有更为优良的焊接工艺性能。(2)经金相观察，焊缝组织中奥氏体的含量为40～60％，完全满足双相不锈钢在工程上的应用要求。(3)本发明中的贵金属成分为微量，制造成本低廉，有助于企业降低生产成本、提高产品质量和生产效率。(4)电焊条的熔敷金属具有优良的力学性能和耐点蚀、应力腐蚀性能，其抗拉强度可达850MPa以上，并具有良好的低温韧性。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，为实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体地操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例中的电焊条药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙35％、氟化钙20％、钛白粉8％、二氧化硅9％、硅铁8％、中碳锰铁3％、钼铁4％、氮化铬铁4％、氧化钾4％、氧化钠4％和镍1％，将上述各组分混合均匀后加入占药皮总重量的16％的水玻璃作粘结剂，将混合物涂覆在焊丝外，然后经油压式焊条压涂机压制，在低温150℃烘干1小时，然后再高温350℃烘干0.5小时即可。
实施例2
本实施例中的电焊条药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙40％、氟化钙18％、钛白粉6％、二氧化硅8％、硅铁6％、中碳锰铁4％、钼铁4％、氮化铬铁4％、氧化钾4％、氧化钠5％和镍1％，将上述各组分混合均匀后加入占药皮总重量的18％的水玻璃作粘结剂，将混合物涂覆在焊丝外，然后经油压式焊条压涂机压制，在低温150℃烘干1小时，然后再高温360℃烘干0.5小时即可。
实施例3
本实施例中的电焊条药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙45％、氟化钙15％、钛白粉5％、二氧化硅7％、硅铁7％、锰铁4％、钼铁3％、氮化铬铁3％、氧化钾5％、氧化钠4％和镍2％，将上述各组分混合均匀后加入占药皮总重量的17％的水玻璃作粘结剂，将混合物涂覆在焊丝外，然后经油压式焊条压涂机压制，在低温150℃烘干1小时，然后再高温380℃烘干0.5小时即可。
所述焊条的熔敷金属组分的重量百分数为：碳≤0.06％、锰≤2.0％、硅≤1.0％、硫≤0.030％、磷≤0.030％、铬24.0～27.0％、镍5.5～8.5％、钼2.0～3.5％、氮0.10～0.30％，其余为铁。实施例1-3均采用直径为Φ4mm的2506双相不锈钢焊丝，用实施例1-3中制备的电焊条(焊条序号分别1、2、3)分别焊接S2506双相不锈钢板，电焊条的熔敷金属的化学成分及其重量百分含量(％)请参见表二，S2506双相不锈钢板的规格为45×200×700(mm)，S2506双相不锈钢板的化学成分及其重量百分含量(％)请参见表一；
| 成分 | C | Si | Mn | S | P | Ni | Cr | Mo | N | Fe |
| 含量％ | 0.027 | 0.81 | 1.65 | 0.019 | 0.027 | 6.11 | 25.4 | 3.1 | 0.17 | 余量 |
表一
坡口尺寸、取样位置及试验方法等均按国家标准GB/T5118的规定进行实施。
表二
实施例1-3制得的电焊条的熔敷金属的力学性能请参见表三。
| 序号 | 屈服强度(N/mm2) | 拉伸强度(N/mm2) | 延伸率(％) | 冲击功(J) |
| 1 | 655 | 876 | 35 | 55 |
| 2 | 679 | 911 | 27 | 43 |
| 3 | 667 | 892 | 30 | 47 |
表三
将本发明实施例1-3制得的焊条的熔敷金属(序号分别为a、b、c)在50℃的氯化铁和20ml/L乙酸溶液中进行24小时的点蚀试验，在100℃的40％氯化钙溶液中进行72小时应力腐蚀试验。测试结果请参见表四。
表四
试验结果是耐腐蚀高强度双相不锈钢电焊条的熔敷金属点蚀影响很小，也未出现应力腐蚀现象，显示了其优良的耐点蚀和应力腐蚀性能。
Claims (7)
1.一种双相不锈钢电焊条，其包括焊丝和药皮，其特征是：所述药皮由以下重量百分含量的组分组成：氧化钙35～45％、氟化钙16～25％、钛白粉5～10％、二氧化硅5～10％、硅铁4～8％、中碳锰铁3～5％、钼铁2～4％、氮化铬铁3～5％、氧化钾3～5％、氧化钠4～6％和镍1～3％。
2.根据权利要求1所述的电焊条，其特征是：所述电焊条的制备方法是：称取下述重量百分比的药皮组分：氧化钙35～45％、氟化钙16～25％、钛白粉5～10％、二氧化硅5～10％、硅铁4～8％、中碳锰铁3～5％、钼铁2～4％、(CrFe)N：3～5％、氧化钾3～5％、氧化钠4～6％和镍1～3％，混合均匀后加入占药皮总重量的16～18％的水玻璃作粘结剂，将混合物涂覆在焊丝外，然后经油压式焊条压涂机压制，在低温150℃烘干1小时，然后再高温350-400℃烘干0.5小时。
3.根据权利要求2所述的电焊条，其特征是：所述药皮占电焊条的质量百分数为28～32％。
4.根据权利要求2所述的电焊条，其特征是：所述焊丝采用2506双相不锈钢焊丝。
5.根据权利要求1所述的电焊条，其特征是：所述氮化铬铁中元素的含量如下：Cr≥60％、N≥5.0％、C≤0.1％、S≤1.5％。
6.根据权利要求1所述的电焊条，其特征是：所述硅铁中的含硅量为75％。
7.根据权利要求1所述的电焊条，其特征是：所述焊条的熔敷金属组分的重量百分数为：碳≤0.06％、锰≤2.0％、硅≤1.0％、硫≤0.030％、磷≤0.030％、铬24.0～27.0％、镍5.5～8.5％、钼2.0～3.5％、氮0.10～0.30％，其余为铁。
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