承压设备专用焊条及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种承压设备专用焊条及制备方法，该承压设备由07MnNiMoDR‑50℃钢制备而成，由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，该药皮组成和含量为：大理石8.5～9.5重量份、萤石5.25～6.55重量份、金红石3.5～4.75重量份、硅微粉1～2重量份、金属锰1.6～1.75重量份、硅铁0.85～1.05重量份、镍粉1.25～1.55重量份、钼铁0.1～0.25重量份、海藻酸钠0.1～0.15重量份、纯碱0.15～0.2重量份、CMC 0.1～0.15重量份、石墨0.025～0.04重量份、镁粉0.07～0.15重量份。与现有的相比，本发明专利技术焊接时操作性能优良，电弧稳定、焊缝成型美观、脱渣容易。

Special welding rod for pressure equipment and its preparation method

The invention discloses a special welding rod for pressure equipment and a preparation method. The pressure equipment is made of 07MnNiMoDR Powder 1-2 weight, metal manganese 1.6-1.75 weight, ferrosilicon 0.85-1.05 weight, nickel powder 1.25-1.55 weight, ferromolybdenum 0.1-0.25 weight, sodium alginate 0.1-0.15 weight, soda 0.15-0.2 weight, CMC 0.1-0.15 weight, graphite 0.025-0.04 weight, magnesium powder 0.07-0.15 weight. Compared with the existing ones, the present invention has excellent operation performance, stable arc, beautiful weld formation and easy slag removal.

【技术实现步骤摘要】
承压设备专用焊条及制备方法
本专利技术涉及焊接材料领域技术，尤其涉及一种承压设备专用焊条、制备方法及焊接方法。
技术介绍
随着我国石油、化学工业和钢铁材料工业的快速发展，特别是球罐建造技术的技术进步，球形容器建造呈现高压、大型化发展趋势。大型乙烯球罐建造用07MnNiMoDR-50℃钢已逐步实现国产化，因其不同于低温压力容器的特性，需要在施工条件恶劣的现场进行组装、焊接及焊后整体热处理，除了要保证足够的强度等级外，熔敷金属还需具有优良的低温冲击韧性和抗裂性能。常规焊条并不能满足要求，开发与国内07MnNiMoDR-50℃钢制球罐配套的低温高韧性超低氢焊条，具有重大的战略意义。目前中国已公开的专利，如CN104400246A中公开了一种用于-50℃超低温压力容器钢用焊条，虽满足了-50℃冲击≥80J，但抗拉强度不足620MPa；CN106624467A中公开的焊条虽能满足抗拉强度要求，但其并不能满足-50℃冲击≥80J的要求。而且，该两份专利中的焊条用于07MnNiMoDR-50℃钢制球罐，焊接时除了抗拉强度不足620MPa及不能满足-50℃冲击≥80J外，还存在操作不便，电弧不稳定、焊缝成型差、脱渣不易等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就在于提供一种承压设备专用焊条及制备方法，该焊条焊接时操作性能优良，电弧稳定、焊缝成型美观、脱渣容易。技术方案是：一种承压设备专用焊条及制备方法，该承压设备由07MnNiMoDR-50℃钢制备而成，由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，该药皮组成和含量为：大理石8.5～9.5重量份、萤石5.25～6.55重量份、金红石3.5～4.75重量份、硅微粉1～2重量份、金属锰1.6～1.75重量份、硅铁0.85～1.05重量份、镍粉1.25～1.55重量份、钼铁0.1～0.25重量份、海藻酸钠0.1～0.15重量份、纯碱0.15～0.2重量份、CMC0.1～0.15重量份、石墨0.025～0.04重量份、镁粉0.07～0.15重量份。作为优选，所述承压设备为压力容器或桥梁或海洋工程结构。作为优选，所述球形容器为球罐。作为优选，C：0.04～0.09％，Mn：0.3～0.6％，Si：0.01～0.04％，S≤0.005％，P≤0.010％，余量为铁与必不可少的杂质。作为优选，所述焊芯成分为：C0.05～0.09％，Mn0.3～0.6％，Si0.01～0.04％，S:≤0.005％，P≤0.010％，余量为铁及必不可少的杂质。作为优选，所述大理石8.5重量份、萤石5.25重量份、金红石3.5重量份、硅微粉1重量份、金属锰1.6重量份、硅铁0.85重量份、镍粉1.25重量份、钼铁0.1重量份、海藻酸钠0.1重量份、纯碱0.2重量份、CMC0.1重量份、石墨0.025重量份、镁粉0.07重量份。作为优选，所述大理石9.5重量份、萤石6.5重量份、金红石3.5重量份、硅微粉2重量份、金属锰1.65重量份、硅铁0.95重量份、镍粉1.35重量份、钼铁0.1重量份、海藻酸钠0.15重量份、纯碱0.15重量份、CMC0.15重量份、石墨0.035重量份、镁粉0.07重量份。作为优选，所述大理石9重量份、萤石5.5重量份、金红石4重量份、硅微粉1.5重量份、金属锰1.7重量份、硅铁0.9重量份、镍粉1.5重量份、钼铁0.2重量份、海藻酸钠0.15重量份、纯碱0.15重量份、CMC0.1重量份、石墨0.025重量份、镁粉0.08重量份。本专利技术的目的之二在于提供一种承压设备专用焊条的制备方法。技术方案是：一种承压设备专用焊条的制备方法，包括以下步骤：①将药皮粉料拌混合均匀；②加入药皮粉料总成分质量19～23％的粘结剂搅拌混合均匀，送入焊条涂压机内按14-16MPa的压力将其裹覆于焊芯上；③经低温85-90℃烘焙4-6.5小时、高温350-400℃烘焙1-2小时烘焙，得焊条。本专利技术的目的之三在于提供一种承压设备的焊接方法。技术方案是：一种承压设备的焊接方法，该焊接方法采用上述的专用焊条焊接该承压设备，该承压设备由07MnNiMoDR-50℃钢制成。专利技术原理及有益效果：本专利技术中，CMC、纯碱、海藻酸钠用于提高药粉粘性、滑性，从而降低水玻璃浓度，改善压涂性，有利于焊条压涂中偏心稳定，但过高易使药皮强度变脆。本专利技术中，石墨作为增碳材料，能显著提高熔敷金属强度和硬度，但需严格控制加入量。本专利技术中药皮类型为低氢型药皮，通过合理调整药粉中大理石、萤石、金红石、硅微粉比例，保持适当高的碱度，最大限度降低焊缝熔敷金属扩散氢含量，以实现超低氢控制。合理控制药皮熔点，调节溶滴过渡形态，适当加入一些强氧化、韧化、净化元素，实现焊缝微合金化，增强焊接熔池脱氧，获得良好的力学性能。适当增大电弧吹力，提高电弧挺度，增强熔池搅拌作用，降低气孔敏感性，减少焊接缺陷，使焊条在横、立、仰焊时，有优良的全位置焊接操作性能。加入CMC、纯碱、海藻酸钠保证焊条的生产工艺性能，提高焊条的压涂性能。本专利技术通过上述药皮成分的有机组配，当这些组配后的药皮制成焊条后用于焊接07MnNiMoDR-50℃钢制成的承压设备(压力容器如球罐、桥梁、海洋工程结构)，焊接时操作性能优良，电弧稳定、焊缝成型美观、脱渣容易，且熔敷金属力学性能可以满如下要求：抗拉强度在620MPa～740Mpa之间、屈服强度≥530Mpa、延伸率≥18％、-50℃冲击≥80J，-60℃冲击≥60J。定义及解释％-如无特别说明，该符号为质量百分比。如无特别说明，本专利技术中采用的物品均为市售产品。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1本专利技术是一种承压设备用低温高韧性焊条，需严格控制熔敷金属的杂质元素的含量，采用碱性渣系保证熔敷金属获得良好的力学性能，取药皮，以药粉占焊条的质量百分比计，药皮各组分及其质量份数如下：大理石8.5Kg、萤石5.25Kg、金红石3.5Kg、硅微粉1Kg、金属锰1.6Kg、硅铁0.85Kg、镍粉1.25Kg、钼铁0.1Kg、海藻酸钠0.1Kg、纯碱0.2Kg、CMC0.1Kg、石墨0.025Kg、镁粉0.07Kg。将上述药皮各组分混合均匀，加入占药粉总质量含量21.3％的模数为3.1的钾钠水玻璃，波美浓度为41.3°Be′～41.7°Be′，进行10～15min的搅拌。送入油压式焊条生产设备上将其包于焊芯上。再经低温85℃烘焙3.5～4小时、高温380℃烘焙1.5小时烘焙从而得到该焊条。本实施例取焊芯60Kg，焊芯成分为：C0.05～0.09％，Mn0.3～0.6％，Si0.01～0.04％，S:≤0.005％，P≤0.010％，余量为铁及必不可少的杂质。采用本实施例所得焊条进行焊接试验，焊接过程中电弧稳定、飞溅小、熔池清晰、规则，脱渣性能好，焊缝成形美观。焊接采用直流反接，立向上焊接，焊接热输入28～35KJ/cm，焊接母材为07MnNiMoDR-50℃钢，焊接完成后融敷金属经580±15℃x5h热处理。熔敷金属化学成分如下：C：0.066wt％、Mn：0.90wt％、Si：0.23wt％、S：0.0037wt％、P：0.0045wt％、Cr：0.025wt％、Ni：2.43wt％、Mo：0.21wt％、V：0.0049wt％、Cu：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承压设备专用焊条，该承压设备由07MnNiMoDR‑50℃钢制备而成，由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，其特征在于该药皮组成和含量为：大理石8.5～9.5重量份、萤石5.25～6.55重量份、金红石3.5～4.75重量份、硅微粉1～2重量份、金属锰1.6～1.75重量份、硅铁0.85～1.05重量份、镍粉1.25～1.55重量份、钼铁0.1～0.25重量份、海藻酸钠0.1～0.15重量份、纯碱0.15～0.2重量份、CMC 0.1～0.15重量份、石墨0.025～0.04重量份、镁粉0.07～0.15重量份。

【技术特征摘要】
1.一种承压设备专用焊条，该承压设备由07MnNiMoDR-50℃钢制备而成，由焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，其特征在于该药皮组成和含量为：大理石8.5～9.5重量份、萤石5.25～6.55重量份、金红石3.5～4.75重量份、硅微粉1～2重量份、金属锰1.6～1.75重量份、硅铁0.85～1.05重量份、镍粉1.25～1.55重量份、钼铁0.1～0.25重量份、海藻酸钠0.1～0.15重量份、纯碱0.15～0.2重量份、CMC0.1～0.15重量份、石墨0.025～0.04重量份、镁粉0.07～0.15重量份。2.根据权利要求1所述的承压设备专用焊条，其特征在于：所述承压设备为压力容器或桥梁或海洋工程结构。3.根据权利要求2所述的承压设备专用焊条，其特征在于：所述球形容器为球罐。4.根据权利要求1-3任一所述的承压设备专用焊条，其特征在于：所述焊芯成分为：C：0.04～0.09％，Mn：0.3～0.6％，Si：0.01～0.04％，S≤0.005％，P≤0.010％，余量为铁与必不可少的杂质。5.根据权利要求4所述的承压设备专用焊条，其特征在于：所述焊芯成分为：C0.05～0.09％，Mn0.3～0.6％，Si0.01～0.04％，S:≤0.005％，P≤0.010％，余量为铁及必不可少的杂质。6.根据权利要求1-5任一所述的承压设备专用焊条，其特征在于：所述大理石8.5重量份、萤石5.25重量份、金红石3.5重量份、硅微粉1重量份、金属锰1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，刘奇望，黄义芳，蒋勇，明廷泽，
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