一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条制造技术

一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条,属于镍基焊条技术领域。包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮；焊芯的化学成分按重量百分比含量为：C≤0.1％、Si≤0.6％、1.5≤Mn≤4.5％、S≤0.012％、P≤0.015％、12.0≤Cr≤17.0、4.5≤Mo≤9.5、0.5≤Nb≤2.0、0.5≤W≤2.0,余量为Ni；药皮中各粉料的成分及其重量百分比含量为：大理石20‑38％，碳酸锶5‑8％，钾长石1‑4％，萤石3‑13％氟化镁2‑10％，冰晶石3‑15％，金红石10‑20％，钛铁2‑7％，铝铁2‑6％，镁铝粉0.5‑2％，钼铁4‑7％，铌铁2‑5％，钨铁1‑3％，各成分的总量为100％。该镍基焊条采用交流电源焊接时在平、横、立和仰等焊接位置均具有良好的焊接工艺性，并且具有良好的低温韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镍基焊条
，特别是涉及一种用于超低温(-196℃)容器用钢焊接的镍基焊条。
技术介绍
伴随我国经济快速发展，环境也遭到严重破坏。环保越来越受到的人们重视。LNG(液化天然气)作为一种清洁、高效的能源，越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12％的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。我国天然气利用极为不平衡，天然气在中国能源中的比重很小。但是LNG的特点注定LNG发展非常迅速。按照中国的LNG使用计划，到2020年国内生产能力达到2400亿立方米，进口350亿立方米，进口量将可能全球排名第二。LNG必须以超低温液化气体的方式进行运输及储存，这种方式与用高压液化气体和高压压缩气体的方式比较具有储运压力低、安全性高、储运量大的特点。所以LNG容器用钢及配套焊材必须具有优异的超低温性能。当前LNG容器用钢关键材料为9Ni钢，9Ni钢国内已经突破了关键技术，已经实现了国产化。而配套镍基焊条国内虽然有这方面的研究，但是在实际工程中未得到应用。主要问题是国产镍基焊条采用交流电源焊接时立焊的焊接工艺差，且焊缝低温韧性低。而储罐建造时为了避免磁偏吹镍基焊条需要采用交流电源施焊，焊接位置主要为立焊。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条。该镍基焊条采用交流电源焊接时在平、横、立和仰等焊接位置均具有良好的焊接工艺性，并且平、横、立和仰等焊接位置的焊缝金属具有良好的低温韧性。本专利技术的包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮，其特征在于焊芯中化学成分的重量百分比含量分别为：焊芯的化学成分按重量百分比含量为：C≤0.1％、Si≤0.6％、1.5≤Mn≤4.5％、S≤0.012％、P≤0.015％、12.0≤Cr≤17.0、4.5≤Mo≤9.5、0.5≤Nb≤2.0、0.5≤W≤2.0,余量为Ni。药皮中各粉料的成分及其重要百分比含量为：大理石20-38％，碳酸锶5-8％，钾长石1-4％，萤石3-13％，氟化镁2-10％，冰晶石3-15％，金红石10-20％，钛铁2-7％，铝铁2-6％，镁铝粉0.5-2％，钼铁4-7％，铌铁2-5％，钨铁1-3％，各成分的总量为100％。将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占药皮总重量20-30％的钾水玻璃搅拌混合均匀；然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，在经过100-150℃低温、280-320℃高温烘焙，制造成所述焊条。本专利技术药皮粉料的主要作用如下：大理石：可提供二氧化碳气体保护作用，二氧化碳气体分解吸收热，具有压缩电弧的作用可提高电弧挺度。大理石含量低效果不足，过多电弧过于刚硬、飞溅大、成型不良。适量的大理石可造气保护熔池，并确保焊缝的冶金质量。碳酸锶：造气保护熔池，促进熔滴过渡，使熔渣更均匀的覆盖在焊缝表面，提高焊缝的冶金质量，但由于价格较高，使用量小于8％。钾长石：细化熔滴、提高熔滴过渡频率，稳弧，改善焊接工艺性。萤石：调节熔渣熔点和粘度，降低熔池表面张力，提高熔渣的流动性，但会萤石含量过多会造成电弧不稳定，应控制其含量。冰晶石：主要作用是造渣，调节熔渣熔点，提高焊条的工艺性能。氟化镁：主要作用是造渣，改善焊接工艺性，提高焊缝的冶金质量。金红石：改善脱渣性，稳定电弧，使熔渣具有一定的短渣特性，促进熔滴过渡，改善焊接工艺性。钛铁：脱氧，确保焊缝的冶金质量。铝铁：脱氧，确保焊缝的冶金质量。镁铝粉：脱氧，提高电弧稳定性。钼铁：钼铁的加入主要作用向焊缝金属中过渡Mo元素，除此之外，还可以改善焊接工艺性。铌铁：铌铁的加入主要作用向焊缝金属中过渡Nb元素，除此之外，还可以改善焊接工艺性。钨铁：钨铁的加入主要作用向焊缝金属中过渡W元素，除此之外，还可以改善焊接工艺性。钾水玻璃：利于稳定电弧，同时不显著影响焊条药皮的粘结性能。具体实施方式实施例1：焊芯的化学成分按重量百分比含量为：C：0.02％，Si：0.20％，Mn：6.14％，P：0.001，S：0.002％，Ni：14.65，Mo：5.80％，Nb：0.98，W：1.36，Fe：0.12％，余量为Ni。药皮中粉料的重量百分比含量为：大理石33％，碳酸锶3％，钾长石1％，萤石3％，氟化镁7％，冰晶石15％，金红石15％，钛铁7％，铝铁4％，镁铝粉2％，钼铁5％，铌铁3％，钨铁2％。将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占所述药皮总质量21％的钾水玻璃搅拌混合均匀，然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，在经过100℃低温、320℃高温烘焙，制造成所述焊条。本实施例焊条采用交流焊接时在平、横、立、仰四个焊接位置焊接工艺性良好。焊条平焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:715Mpa，Rp0.2:445Mpa，A：42％，-196℃冲击功AKV：101J。焊条横焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:715Mpa，Rp0.2:455Mpa，A：39％，-196℃冲击功AKV：96J。焊条立焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:705Mpa，Rp0.2:440Mpa，A：38％，-196℃冲击功AKV：92J。焊条仰焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:710Mpa，Rp0.2:445Mpa，A：36％，-196℃冲击功AKV：73J。实施例2：焊芯的化学成分按重量百分比含量为：C：0.02％，Si：0.20％，Mn：6.14％，P：0.001，S：0.002％，Ni：14.65，Mo：5.80％，Nb：0.98，W：1.36，Fe：0.12％，余量为Ni。药皮中粉料的重量百分比含量为：大理石28％，碳酸锶7％，钾长石2％，萤石11％，氟化镁7％，冰晶石8％，金红石12％，钛铁7％，铝铁6％，镁铝粉1％，钼铁3％，铌铁4％，钨铁3％。将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占所述药皮总质量26％的钾水玻璃搅拌混合均匀，然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，再经过150℃低温烘焙、280℃高温烘焙，制造成所述焊条。本实施例焊条采用交流焊接时在平、横、立、仰四个焊接位置焊接工艺性良好。焊条平焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:730Mpa，Rp0.2:460Mpa，A：40％，-196℃冲击功AKV：98J；焊条横焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:735Mpa，Rp0.2:465Mpa，A：38％，-196℃冲击功AKV：93J；焊条立焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:710Mpa，Rp0.2:450Mpa，A：35％，-196℃冲击功AKV：82J；焊条仰焊时焊缝金属的基本力学性能：Rm:720Mpa，Rp0.2:455Mpa，A：35％，-196℃冲击功AKV：73J。实施例3：焊芯的化学成分按重量百分比含量为：C：0.02％，Si：0.20％，Mn：6.14％，P：0.001，S：0.002％，Ni：14.65，Mo：5.80％，Nb：0.98，W：1.36，Fe：0.12％，余量为Ni。药皮中粉料的重量百分比含量为：大理石23％，碳酸锶7％，钾长石4％，萤石6.5％，氟化镁6％，冰晶石11％，金红石20％，钛铁7％，铝铁5％，镁铝粉0.5％，钼铁6％，铌铁3％，钨铁1％。将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占所述药皮总质量29％的钾水玻璃搅拌混合均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条，包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮，其特征在于，焊芯中化学成分的重量百分比含量为：C≤0.1％、Si≤0.6％、1.5≤Mn≤4.5％、S≤0.012％、P≤0.015％、12.0≤Cr≤17.0、4.5≤Mo≤9.5、0.5≤Nb≤2.0、0.5≤W≤2.0,余量为Ni；药皮中各粉料的成分及其重量百分比含量为：大理石20‑38％，碳酸锶5‑8％，钾长石1‑4％，萤石3‑13％氟化镁2‑10％，冰晶石3‑15％，金红石10‑20％，钛铁2‑7％，铝铁2‑6％，镁铝粉0.5‑2％，钼铁4‑7％，铌铁2‑5％，钨铁1‑3％，各成分的总量为100％；将药皮中各成分粉料按比例混合均匀后，加入占药皮总重量20‑30％的钾玻璃搅拌混合均匀；然后送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，在经过100‑150℃低温、280‑320℃高温烘焙烘焙，制造成所述焊条。

【技术特征摘要】
1.一种用于超低温容器用钢焊接的镍基焊条，包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮，其特征在于，焊芯中化学成分的重量百分比含量为：C≤0.1％、Si≤0.6％、1.5≤Mn≤4.5％、S≤0.012％、P≤0.015％、12.0≤Cr≤17.0、4.5≤Mo≤9.5、0.5≤Nb≤2.0、0.5≤W≤2.0,余量为Ni；药皮中各粉料的成分及其重量百分比含量为：大理石20-38％，碳酸锶5-8％，钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐彦昌，马成勇，魏金山，肖红军，田志凌，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11