适用于核电设备焊接的碳钢焊条制造技术

本发明专利技术提供适用于核电设备焊接的碳钢焊条，涉及焊接材料技术领域。该适用于核电设备焊接的碳钢焊条，该焊条由焊芯和包裹在焊芯表面的药皮组成，所述药皮包括粉料和粘结剂，所述粉料包括以下按焊条质量百分比计算的组成原料：大理石10～16％、萤石8～14％、金红石1～4％、电解锰1～4％、石英1～4％、硅铁2～5％、钼铁0.4～0.8％、钛铁0.4～0.8％、镍粉0.5～1.0％、铬粉0.5～1.0％、石墨0.1～0.3％、纯碱0.2～0.5％，所述粘结剂为粉料总重量的18

【技术实现步骤摘要】
适用于核电设备焊接的碳钢焊条


[0001]本专利技术涉及焊接材料
，具体为适用于核电设备焊接的碳钢焊条。

技术介绍

[0002]国家核电站的建设是一项涉及国家经济安全的重要战略性部署，而国内建设用钢板和焊接材料以前一直依赖进口，因此被少数公司垄断，价格的持续上涨以及供货期的不确定成为我国核电站建设的制约因素，因此核电用焊接材料的国产化凸显的尤为重要，核电焊接材料的国产化，打破了国外焊接材料对该领域的垄断，而且对加快我国核电站建设提供了有力的保证。
[0003]第三代核电站的安全性和经济性都将明显优于第二代核电站，由于安全是核电发展的前提，世界各国除了对正在运行的第二代机组进行延寿与补充性建一些二代加的机组外，接下来新一批的核电建设重点是采用更安全、更经济的先进第三代核电机组，国家能源规划明确提出：新建核电机组必须符合三代安全标准，随着国内三代核电机组的陆续开工，对三代核电机组用焊接材料的需求也与日俱增，核岛主设备重型支撑需用到大量碳钢焊条，对该焊条提出了最长保温40h热处理态的性能要求，但因热处理保温时间不同，熔敷金属力学性能容易发生显著变化，很难达到核电碳钢钢结构用焊条熔敷金属化学成分及力学性能要求，所以达到所要求性能指标的焊条是目前所需要的。
[0004]目前，国内生产的碳钢焊条不能保证熔敷金属经过595
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625℃，保温1h、 16h、40h热处理后熔敷金属获得好的性能，三种热处理态的力学性能满足同一技术指标，具有强的稳定性，因此，为了满足国家引进第三代核电技术的需要，急需研究能够满足第三代核电技术要求的碳钢焊条，突破核电设备用焊接材料国产化技术难题，加速核电设备自主化进程。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了适用于核电设备焊接的碳钢焊条，解决了国内生产的碳钢焊条不能保证熔敷金属经过595
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625℃，保温1h、16h、 40h热处理后熔敷金属获得好的性能，为了满足国家引进第三代核电技术的需要，急需研究能够满足第三代核电技术要求的碳钢焊条，突破核电设备用焊接材料国产化技术难题，加速核电设备自主化进程的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：适用于核电设备焊接的碳钢焊条，该焊条由焊芯和包裹在焊芯表面的药皮组成，所述药皮包括粉料和粘结剂，所述粉料包括以下按焊条质量百分比计算的组成原料：大理石10～16％、萤石8～14％、金红石1～4％、电解锰1～4％、石英1～4％、硅铁2～5％、钼铁0.4～0.8％、钛铁0.4～0.8％、镍粉0.5～1.0％、铬粉 0.5～1.0％、石墨0.1～0.3％、纯碱0.2～0.5％，所述粘结剂为粉料总重量的18
‑
26％。
[0009]优选的，所述焊芯包括如下重量百分比的组成成分：C 0.01
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0.12％、Mn0.30～0.80％、(As+P)0.001
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0.01％、Si 0.01
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0.04％、Cr 0.10
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0.20％、 Ni 0.10
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0.30％、Cu 0.10
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0.20％、S 0.010
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0.015％、其余为Fe和杂质。
[0010]优选的，所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃或钾钠水玻璃，所述钾钠水玻璃为20℃条件下41
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43Be
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的钾钠比例1:1的水玻璃，其模数为3.1M。
[0011]优选的，所述大理石中CaCO3含量≥96％，萤石中CaF2含量≥96％，金红石中TiO2≥95.5％，电解锰中Mn≥99.5％，石英中SiO2≥90％，硅铁中Si≥42％，钼铁中金属Mo≥55％，钛铁中金属Ti≥25％，镍粉中金属Ni≥ 99.5％，铬粉中金属Cr≥98％，石墨中C≥97％，纯碱中Na2CO3≥96％，NaCl ≤0.7％。
[0012]优选的，所述碳钢焊条的常温熔敷金属的抗拉强度530
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650Mpa、屈服强度≥400Mpa、延伸率≥25％、0℃冲击达到115J，
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30℃冲击达到50J，熔敷金属扩散氢含量＜3mL/100g。
[0013]优选的，所述药粉中的组成原料按占焊条的质量百分比如下：大理石 12％、萤石10％、金红石2％、电解锰2％、石英3％、硅铁3％、钼铁0.6％、钛铁0.6％、镍粉0.7％、铬粉0.8％、石墨0.2％、纯碱0.35％。
[0014]优选的，所述焊芯中的组成成分按占焊条的质量百分比如下：C 0.06％、 Mn 0.50％、(As+P)0.006％、Si 0.025％、Cr 0.15％、Ni 0.20％、Cu 0.15％、 S 0.013％、其余为Fe和杂质。
[0015]优选的，适用于核电设备焊接的碳钢焊条的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1.将粉料的各组成成分按比例混合均匀；
[0017]S2.加入占药粉总重量18
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26％的粘结剂，然后混合均匀，边混合边不断搅拌，直至粉料成分与粘结剂完全混合，得到药皮；
[0018]S3.将步骤S2中获得的药皮送入焊条涂压机内将药皮均匀裹覆于焊芯外表面；
[0019]S4.将包裹好外皮的焊条经过低温烘焙和高温烘焙两道工序进行烘焙，即得到碳钢焊条。
[0020]优选的，所述低温烘焙的温度为80～120℃，时间为2
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4h，高温烘焙的温度为300
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380℃，时间为0.5
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1.5h。
[0021](三)有益效果
[0022]本专利技术提供了适用于核电设备焊接的碳钢焊条。具备以下有益效果：
[0023]1、本专利技术提供的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，在经过595
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625℃，保温1h、16h、40h热处理后熔敷金属获得良好的性能，其常温熔敷金属的抗拉强度530
‑
650Mpa、屈服强度≥400Mpa、延伸率≥25％、0℃冲击达到115J，
ꢀ‑
30℃冲击达到50J，熔敷金属扩散氢含量＜3mL/100g，有效地提高了焊缝整体性能，以及焊接工艺性能良好，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，脱渣好，可以实现全位置焊接等特点。
[0024]2、本专利技术提供的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，其熔敷金属化学成分、射线试验、冲击试验均满足核电的特殊要求，符合ASME标准中E7015的要求，焊接熔敷金属在焊态下具有优良的力学性能，尤其是在615℃
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40小时热处理的状态下，仍具有优良的抗拉强度、屈服强度、延伸率、低温冲击以及360℃条件下优良的屈服强度，达到国外同类焊条的先进水平，使用效果更好。
[0025]3、本专利技术提供的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，制备方法简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于核电设备焊接的碳钢焊条，其特征在于：该焊条由焊芯和包裹在焊芯表面的药皮组成，所述药皮包括粉料和粘结剂，所述粉料包括以下按焊条质量百分比计算的组成原料：大理石10～16％、萤石8～14％、金红石1～4％、电解锰1～4％、石英1～4％、硅铁2～5％、钼铁0.4～0.8％、钛铁0.4～0.8％、镍粉0.5～1.0％、铬粉0.5～1.0％、石墨0.1～0.3％、纯碱0.2～0.5％，所述粘结剂为粉料总重量的18
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26％。2.根据权利要求1所述的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，其特征在于：所述焊芯包括如下重量百分比的组成成分：C 0.01
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0.12％、Mn 0.30～0.80％、(As+P)0.001
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0.01％、Si 0.01
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0.04％、Cr 0.10
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0.20％、Ni 0.10
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0.30％、Cu 0.10
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0.20％、S 0.010
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0.015％、其余为Fe和杂质。3.根据权利要求1所述的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，其特征在于：所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃或钾钠水玻璃，所述钾钠水玻璃为20℃条件下41
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43Be
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的钾钠比例1:1的水玻璃，其模数为3.1M。4.根据权利要求1所述的适用于核电设备焊接的碳钢焊条，其特征在于：所述大理石中CaCO3含量≥96％，萤石中CaF2含量≥96％，金红石中TiO2≥95.5％，电解锰中Mn≥99.5％，石英中SiO2≥90％，硅铁中Si≥42％，钼铁中金属Mo≥55％，钛铁中金属Ti≥25％，镍粉中金属Ni≥99.5％，铬粉中金属Cr≥98％，石墨中C≥97％，纯碱中Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：闾鹏，
申请(专利权)人：苏州新普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：