适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：大理石250-310重量份、萤石240-300重量份、金红石40-70重量份、纯碱5-6重量份、锆英砂8-12重量份、铁粉80-120重量份、电解锰25-30重量份、硅微粉50-60重量份、冰晶粉25-35重量份、镍粉10-12重量份、金属铬20-30重量份、钼粉5重量份、钒铁10-12重量份、铌粉1-1.5重量份、氮化铬铁10-12重量份、钨粉18-20重量份和稀土4-5重量份。本发明专利技术适用于改进型CrMoNiWVNb耐热钢焊接。

【技术实现步骤摘要】
适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条及其制备方法
本专利技术涉及超超临界焊接材料领域。特别涉及适用于长期高温服役的特殊抗蠕变超超临界焊条。
技术介绍
新型材料是国家重点支撑发展的战略性新兴产业之一，新型焊接材料是新型钢铁材料产业化的基础材料，焊接技术作为基础制造技术之一，也是国家发展高端装备制造业新兴战略产业的重要内容。因此，发展新型焊接材料是国家产业政策引导发展的重要方向。2003年7月中国机械联合会根据对我国能源结构、国家能源政策和未来发电用能源供应状况的分析，在充分考虑水电、天然气、核电和新能源资源的开发基础上，再考虑煤电的开发，但煤电在电源结构中的主导地位没有改变。由于超超临界机组与常规火电机组相比，超临界机组的可用率与亚临界机组相当，效率比亚临界机组约提高2％。超超临界机组效率可比超临界机组再提高约2％～3％，若再提高其主汽压力到28MPa以上，效率还可再提高约2个百分点。因此它具有明显的高效、节能和环保优势，已成为当今世界发达国家竞相采用和发展的新技术。我国的能源装备政策是要发展大容量高参数的火电机组，国家计委明确新建600MW及以上容量燃煤机组原则上采用超临界或超超临界参数的火电机组。鉴于国外先进工业国家中超超临界机组已经大量投入商业运行，我们选择研制百万千瓦级超超临界机组，是以高的起点，瞄准当前国际水平，跨越式的发展，缩短我国从超临界参数到超超临界参数的时间，减小与世界发达国家的差距。超超临界用材料的特点就是耐高温、抗蠕变钢。现有的焊接材料的熔敷金属化学成分和力学性能与改进型CrMoNiWVNb耐热钢存在一定差异。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就在于提供一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，该适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条适用于长期高温服役，并具有抗蠕变能力。技术方案是：一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：大理石250-310重量份萤石240-300重量份金红石40-70重量份纯碱5-6重量份锆英砂8-12重量份铁粉80-120重量份电解锰25-30重量份硅微粉50-60重量份冰晶粉25-35重量份镍粉10-12重量份金属铬20-30重量份钼粉5重量份钒铁10-12重量份铌粉1-1.5重量份氮化铬铁10-12重量份钨粉18-20重量份，和稀土4-5重量份。作为优选，所述大理石：CaCO3≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；萤石：CaF2≥96％、SiO2≤3.0％、C≤0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；金红石：TiO2≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，粒度要求为：-40目：≥100％、-160目：≤30％；纯碱：Na2CO3≥99％、NaCl≤0.70％，锆英砂：ZrO2≥60％、SiO2≤32％、S≤0.03％、P≤0.09％，颗粒度要求为：-40目：100％、-160目：≤50％。冰晶粉：F：≥53％、Al≥13％、Na≤29，颗粒度要求-80目：100％；电解锰：Mn≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；镍粉：Ni≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；金属铬：Cr≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；钼粉：Mo≥99.9％，颗粒度要求-60：100％；钒铁：V：50％-55％，Al≤0.80％，Si≤2.50％，Mn≤0.50％，C≤0.75％，S≤0.05％，P≤0.10％，颗粒度要求-40目：100％；铌粉：Nb≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；氮化铬铁：Cr≥60％，N≥5.0％，Si≤2.50％，C≤0.10％，S≤0.04，P≤0.03，颗粒度要求-40目：100％；钨粉：W≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；铁粉：Fe≥97.0％、Mn≤0.40％、Si≤0.20％、C≤0.10％、S≤0.025％，P≤0.025％，颗粒度要求：-30目：100％；硅微粉：SiO2≥98.0％、Fe2O3≤0.20％、S≤0.025％，P≤0.025％。作为优选，所述大理石：萤石：金红石：纯碱：锆英砂：铁粉：电解锰：硅微粉：冰晶粉：镍粉：金属铬：钼粉：钒铁：铌粉：氮化铬铁：钨粉：稀土重量比为250：300：50：5：8：80：25：60：25：10：20：5：10：1：10：20：5。作为优选，所述大理石：萤石：金红石：纯碱：锆英砂：铁粉：电解锰：硅微粉：冰晶粉：镍粉：金属铬：钼粉：钒铁：铌粉：氮化铬铁：钨粉：稀土重量比为300：250：70：6：10：100：30：50：35：12：25：5：12：1.5：12：18：5。作为优选，所述大理石：萤石：金红石：纯碱：锆英砂：铁粉：电解锰：硅微粉：冰晶粉：镍粉：金属铬：钼粉：钒铁：铌粉：氮化铬铁：钨粉：稀土重量比为310：240：40：6：12：120：30：50：35：12：30：5：12：1.5：12：18：4。本专利技术的目的之二在于提供一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条的制备方法。技术方案是：一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条的制备方法，包括以下步骤：①将各成分的粉料按比例混合均匀后；②加入粉料总量的20-30％的粘结剂搅拌混合均匀，送入条压机内将其裹覆于焊芯上；③再经80～100℃烘焙2～3小时及380～400℃烘焙1.5～2小时。本专利技术的目的之三在于提供一种适用于耐高温、抗蠕变钢的焊接方法。技术方案是：一种适用于耐高温、抗蠕变钢的焊接方法，所述焊接方法采用上述的的适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条焊接耐高温、抗蠕变钢。专利技术原理：大理石在电弧热的作用下分解成CaO和CO2是焊条制造中及常用的建渣造气材料，提高熔渣碱度，稳定电弧增大熔渣与金属界面张力和表面张力，改善脱渣，并有较好的脱S能力。萤石可以调整熔渣的熔点个粘度，增加溶者的流动性，改善熔渣的物理性能对焊缝成型、脱渣等起关键作用，也是降低焊缝中扩散氢的主要材料，但因氟的存在，会造成电弧不稳定，并产生有毒气体，应该合理控制比列。金红石在焊条中的作用主要是建渣、稳弧，在本专利技术中，加入金红石，对焊缝成形有关键作用。纯碱的加入是为了改善焊条的压涂性能。本专利技术通过不同的配比，达到了以下意想不到的有益效果：本专利技术焊条性能优良，焊条表面光滑，成品率高，偏心稳定；直流反接焊接时电弧稳定、基本无飞溅，脱渣性良好，焊条操作性能优异，全位置焊接性能优良；焊缝成型美观，焊道高度适中，焊缝侵润角适中，熔敷金属理化性能适中。焊接时电弧稳定、飞溅小、脱渣好，成型好，全位置操作性能好。所提供的焊条主要用于P/T92超超临界材料，焊缝熔敷金属化学成分控制严格，特别是Sb、Sn、As、B、S、P等有害杂质元素控制极低。本专利技术焊条焊缝熔敷金属在765℃±15℃，保温4小时情况下，焊缝熔敷金属力学性能均能达到如下：室温抗拉强度Rm(Mpa)：≥620，室温屈服强Rp0.2(MPa)：≥530，室温伸长率A(％)：≥15，20℃冲击功KV(J)：单值≥27。本专利技术适用于改进型CrMoNiWVNb耐热钢焊接，特别适用于P92、T92、Nf616等耐高温、抗蠕变钢的焊接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：大理石 250‑310重量份萤石 240‑300重量份金红石 40‑70重量份纯碱 5‑6重量份锆英砂 8‑12重量份铁粉 80‑120重量份电解锰 25‑30重量份硅微粉 50‑60重量份冰晶粉 25‑35重量份镍粉 10‑12重量份金属铬 20‑30重量份钼粉 5重量份钒铁 10‑12重量份铌粉 1‑1.5重量份氮化铬铁 10‑12重量份钨粉 18‑20重量份，和稀土 4‑5重量份。

【技术特征摘要】
1.一种适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：大理石250-310重量份萤石240-300重量份金红石40-70重量份纯碱5-6重量份锆英砂8-12重量份铁粉80-120重量份电解锰25-30重量份硅微粉50-60重量份冰晶粉25-35重量份镍粉10-12重量份金属铬20-30重量份钼粉5重量份钒铁10-12重量份铌粉1-1.5重量份氮化铬铁10-12重量份钨粉18-20重量份，和稀土4-5重量份。2.根据权利要求1所述的适用于耐高温、抗蠕变钢用焊条，其特征在于：所述大理石：CaCO3≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；萤石：CaF2≥96％、SiO2≤3.0％、C≤0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；金红石：TiO2≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，粒度要求为：-40目：≥100％、-160目：≤30％；纯碱：Na2CO3≥99％、NaCl≤0.70％，锆英砂：ZrO2≥60％、SiO2≤32％、S≤0.03％、P≤0.09％，颗粒度要求为：-40目：100％、-160目：≤50％；冰晶粉：F：≥53％、Al≥13％、Na≤29，颗粒度要求-80目：100％；电解锰：Mn≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；镍粉：Ni≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；金属铬：Cr≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；钼粉：Mo≥99.9％，颗粒度要求-60：100％；钒铁：V：50％-55％，Al≤0.80％，Si≤2.50％，Mn≤0.50％，C≤0.75％，S≤0.05％，P≤0.10％，颗粒度要求-40目：100％；铌粉：Nb≥99.9％，颗粒度要求-60目：100％；氮化铬铁：Cr≥60％，N≥5.0％，Si≤2.50％，C≤0.10％，S≤0.04，P≤0.03，颗粒度要求-40目：100％；钨粉：W≥99.9％，颗粒度要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄义芳，陈维富，刘杰，
申请(专利权)人：四川大西洋焊接材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51