一种用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝及其生产工艺，所述药芯焊丝由超低碳不锈钢钢带和包裹于所述钢带内的药芯组成，所述生产工艺是采用精密成型工艺将药芯包裹在超低碳不锈钢钢带中，再通过精拉减径、表面处理和密排层绕制成药芯焊丝。本发明专利技术研发的用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝能够焊接S30815奥氏体不锈钢铸件和锻件，其焊缝有较高的抗蠕变型能力和蠕变断裂强度，在大多数气体介质中具有很好的抗高温腐蚀能力和耐衡刷腐蚀能力，高温时具有较高的屈服强度、抗拉强度以及足够的可切削性能，熔敷效率高、比实心焊丝成型更美观、焊接条件设定更容易且易于进行半自动及自动焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接
，更具体地讲，涉及一种满足GB/T17853标准和ASME标准中E308要求的主要用于焊接S30815奥氏体不锈钢铸件和锻件(如锅炉燃烧器、连续浇注设备、轧钢机、热处理炉、水泥生产设备等)的气保护不锈钢药芯焊丝及其生产工艺。
技术介绍
锅炉整体的结构包括锅炉本体、辅助设备和安全装置两大部分，而燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备是构成锅炉本体的主要部件之一。火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。长期以来，用于锅炉燃烧器的焊接材料主要采用不锈钢手工焊条和不锈钢实心焊丝。众所周知，焊条的熔敷效率低，不能进行自动化、半自动化焊接；实心焊丝焊道成型较差、稳定性一般且焊后氧化物较多，电流、电压适应范围小；上述两种焊材的诸多缺陷制约了锅炉燃烧器焊接作业往更高质量、更高效率道路上的发展。因此，开发一种比焊条熔敷效率高、比实心焊丝成型更美观、焊接条件设定更容易且易于进行半自动及自动焊接的不锈钢药芯焊丝具有极高的实用性和战略价值。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种能够替代相应的不锈钢焊条和实心焊丝的用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝及其生产工艺。本专利技术的一方面提供了用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，所述药芯焊丝由超低碳不锈钢钢带和包裹于所述钢带内的药芯组成，其中，以质量百分比计，所述药芯的重量占所述药芯焊丝总重量的22～28wt％，所述超低碳不锈钢钢带包含以下成分：C≤0.02wt％、Mn1.30～1.60wt％、Si≤0.40wt％、Cr18.0～19.5wt％、Ni8.0～10.5wt％；Cu≤0.20wt％、S≤0.01wt％、P≤0.025wt％、N≤0.050wt％、Co≤0.20wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；以重量份计，所述药芯包括以下组分：天然金红石5.0～8.5份、石英砂0.2～2.0份、锆英砂0.1～0.4份、钠长石0.2～1.0份、氟化钠0.2～1.0份、镁粉0.1～0.5份、氮化铬铁0.75～2.5份、喷雾硅铁2.0～4.0份、电解锰0.2～0.5份、金属铬3.5～7.0份和镍粉1.0～3.5份。根据本专利技术用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的一个实施例，以质量百分比计，所述天然金红石中的TiO2≥95.0wt％；石英砂中的SiO2≥99.0wt％；锆英砂中的ZrO2含量为57～63wt％且SiO2≤35wt％；钠长石中的Na2O≥8wt％、SiO2≥63wt％且Al2O3≥16wt％；氟化钠中的NaF≥98wt％；镁粉中的Mg≥98.5wt％；氮化铬铁中的Cr≥60wt％且N≥5wt％；喷雾硅铁中的Si含量为42～47wt％；电解锰中的Mn≥99.5wt％；金属铬中的Cr≥98wt％；镍粉中的Ni≥99.5wt％。根据本专利技术用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的一个实施例，以重量份计，所述药芯包括以下组分：含TiO296.52wt％的天然金红石8.5份；含SiO299.4wt％的石英砂0.4份；含ZrO261.1wt％、SiO233.4wt％的锆英砂0.1份；含Na2O11.2wt％、SiO265.1wt％、Al2O316.8wt％的钠长石0.2份；含NaF99.6wt％的氟化钠0.45份；含Mg99.3wt％的镁粉0.45份；含Cr66.2wt％、N7.7wt％的氮化铬铁2.3份；含Si45.6wt％的喷雾硅铁2.0份；含Mn99.7wt％的电解锰0.45份；含Cr98.9wt％的金属铬7.0份；含Ni99.7wt％的镍粉1.0份。根据本专利技术用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的一个实施例，以重量份计，所述药芯包括以下组分：含TiO296.52wt％的天然金红石5.0份；含SiO299.4wt％的石英砂2.0份；含ZrO261.1wt％、SiO233.4wt％的锆英砂0.3份；含Na2O11.2wt％、SiO265.1wt％、Al2O316.8wt％的钠长石0.8份；含NaF99.6wt％的氟化钠0.85份；含Mg99.3wt％的镁粉0.15份；含Cr66.2wt％、N7.7wt％的氮化铬铁0.75份；含Si45.6wt％的喷雾硅铁3.8份；含Mn99.7wt％的电解锰0.2份；含Cr98.9wt％的金属铬5.5份；含Ni99.7wt％的镍粉3.5份。根据本专利技术用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的一个实施例，以重量份计，所述药芯包括以下组分：含TiO296.52wt％的天然金红石6.5份；含SiO299.4wt％的石英砂1.5份；含ZrO261.1wt％、SiO233.4wt％的锆英砂0.4份；含Na2O11.2wt％、SiO265.1wt％、Al2O316.8wt％的钠长石1.0份；含NaF99.6wt％的氟化钠0.6份；含Mg99.3wt％的镁粉0.2份；含Cr66.2wt％、N7.7wt％的氮化铬铁1.5份；含Si45.6wt％的喷雾硅铁3.0份；含Mn99.7wt％的电解锰0.3份；含Cr98.9wt％的金属铬6.0份；含Ni99.7wt％的镍粉3.0份。根据本专利技术用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的一个实施例，以质量百分比计，所述药芯焊丝的焊接熔敷金属包含以下成分：C0.010～0.070wt％、Mn0.30～0.80wt％、Si1.40～2.00wt％、S≤0.020wt％、P≤0.030wt％、Cr20.00～22.00wt％、Ni9.00～11.00wt％、Mo≤0.75wt％、N0.08～0.18wt％、Re0.01～0.05wt％、V≤0.08％、Cu≤0.05％、Al≤0.05％以及余量的Fe和不可避免的杂质；所述焊接熔敷金属在常温下的X射线探伤等级为I级，抗拉强度Rm≥664Mpa、延伸率A≥36％，纵向正弯合格。本专利技术的另一方面提供了上述用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的生产工艺，采用精密成型工艺将所述药芯包裹在所述超低碳不锈钢钢带中，再通过精拉减径、表面处理和密排层绕制成所述药芯焊丝。根据所述用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝的生产工艺的一个实施例，将所述药芯的各组分在200～250℃条件下保温2～4小时并在搅拌均匀后采用精密成型工艺将所述药芯包裹在所述超低碳不锈钢钢带中，通过纯CRD精确拉拔减径至规定的焊丝直径，再进行在线退火消除加工硬化和将焊丝表面油污碳化后予以清洁处理，最后在焊丝表面均匀涂覆一层润滑剂后经过密排层绕制成所述药芯焊丝。本专利技术研发的用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝能够焊接S30815奥氏体不锈钢铸件和锻件(如锅炉燃烧器、连续浇注设备、轧钢机、热处理炉、水泥生产设备等)，其焊缝有较高的抗蠕变型能力和蠕变断裂强度，在大多数气体介质中具有很好的抗高温腐蚀能力和耐衡刷腐蚀能力，高温时具有较高的屈服强度、抗拉强度以及足够的可切削性能，熔敷效率高、比实心焊丝成型更美观、焊接条件设定更容易且易于进行半自动及自动焊接。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝由超低碳不锈钢钢带和包裹于所述钢带内的药芯组成，其中，以质量百分比计，所述药芯的重量占所述药芯焊丝总重量的22～28wt％，所述超低碳不锈钢钢带包含以下成分：C≤0.02wt％、Mn 1.30～1.60wt％、Si≤0.40wt％、Cr 18.0～19.5wt％、Ni 8.0～10.5wt％；Cu≤0.20wt％、S≤0.01wt％、P≤0.025wt％、N≤0.050wt％、Co≤0.20wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；以重量份计，所述药芯包括以下组分：天然金红石5.0～8.5份、石英砂0.2～2.0份、锆英砂0.1～0.4份、钠长石0.2～1.0份、氟化钠0.2～1.0份、镁粉0.1～0.5份、氮化铬铁0.75～2.5份、喷雾硅铁2.0～4.0份、电解锰0.2～0.5份、金属铬3.5～7.0份和镍粉1.0～3.5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝由超低碳不锈钢钢带和包裹于所述钢带内的药芯组成，其中，以质量百分比计，所述药芯的重量占所述药芯焊丝总重量的22～28wt％，所述超低碳不锈钢钢带包含以下成分：C≤0.02wt％、Mn1.30～1.60wt％、Si≤0.40wt％、Cr18.0～19.5wt％、Ni8.0～10.5wt％；Cu≤0.20wt％、S≤0.01wt％、P≤0.025wt％、N≤0.050wt％、Co≤0.20wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；以重量份计，所述药芯包括以下组分：天然金红石5.0～8.5份、石英砂0.2～2.0份、锆英砂0.1～0.4份、钠长石0.2～1.0份、氟化钠0.2～1.0份、镁粉0.1～0.5份、氮化铬铁0.75～2.5份、喷雾硅铁2.0～4.0份、电解锰0.2～0.5份、金属铬3.5～7.0份和镍粉1.0～3.5份。2.根据权利要求1所述用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，其特征在于，以质量百分比计，所述天然金红石中的TiO2≥95.0wt％；石英砂中的SiO2≥99.0wt％；锆英砂中的ZrO2含量为57～63wt％且SiO2≤35wt％；钠长石中的Na2O≥8wt％、SiO2≥63wt％且Al2O3≥16wt％；氟化钠中的NaF≥98wt％；镁粉中的Mg≥98.5wt％；氮化铬铁中的Cr≥60wt％且N≥5wt％；喷雾硅铁中的Si含量为42～47wt％；电解锰中的Mn≥99.5wt％；金属铬中的Cr≥98wt％；镍粉中的Ni≥99.5wt％。3.根据权利要求2所述用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，其特征在于，以重量份计，所述药芯包括以下组分：含TiO296.52wt％的天然金红石8.5份；含SiO299.4wt％的石英砂0.4份；含ZrO261.1wt％、SiO233.4wt％的锆英砂0.1份；含Na2O11.2wt％、SiO265.1wt％、Al2O316.8wt％的钠长石0.2份；含NaF99.6wt％的氟化钠0.45份；含Mg99.3wt％的镁粉0.45份；含Cr66.2wt％、N7.7wt％的氮化铬铁2.3份；含Si45.6wt％的喷雾硅铁2.0份；含Mn99.7wt％的电解锰0.45份；含Cr98.9wt％的金属铬7.0份；含Ni99.7wt％的镍粉1.0份。4.根据权利要求2所述用于锅炉燃烧器的气保护不锈钢药芯焊丝，其特征在于，以重量份计，所述药芯包括以下组分：含TiO296.52wt％的天然金红石5.0份；含SiO299.4wt％的石英砂2.0份；含ZrO261.1wt％、SiO233....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳，张晓柏，蒋勇，明廷泽，陈建彬，银润邦，
申请(专利权)人：四川大西洋焊接材料股份有限公司，东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51