【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接材料，具体而言，涉及一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条及其制备方法。
技术介绍
1、液化天然气(lng)具有安全、高效、经济环保等特点，是一种“买得到”、“用得起”的最现实的清洁能源。lng分布具有显著的地域不均衡特点，目前可用于lng储存、运输的材料有铝合金，奥氏体不锈钢，殷瓦钢和9ni钢，其中9ni钢由于强度高，低温韧性优良，成本相对较低，应用最为广泛。天然气的液化温度为-162℃，为满足9ni钢焊接接头低温韧性，工程上常用镍基焊材进行焊接。焊条电弧焊(smaw)设备要求简单，工艺灵活，适合各种焊接位置，在9ni钢焊接用途较广。从线膨胀系数匹配和低温韧性角度考虑，焊条合金系主要采用nicrmo-6。nicrmo-6焊条焊缝金属金凝固区间小，液态金属粘度大，同时n、h、o等气体元素在固态和液态金属中的溶解大差异较大，焊缝金属在凝固的过程中大量的气体来不及逸出，形成密集的气孔。气孔会减少焊缝金属的有效截面积，从而使得焊件承载能力降低，严重威胁结构安全。从提高施工效率的角度来考虑，9ni钢配套焊条必须有高的熔敷效率。因此，为满足工程上高质、高效的焊接要求，亟需开发一种气孔敏感性极低、熔敷效率高的镍基焊条。
2、目前可以检索到的有关9ni钢配套镍基焊条的专利有两类，第一类采用纯镍焊芯，其它合金元素通过药皮进行过渡，如专利cn107214434a“lng结构及船用9ni钢焊接的镍基焊条及制备方法”、专利cn 104907730a“lng结构及船用9镍钢焊接用新型渣系镍基焊条”、专利cn 11603
技术实现思路
1、为解决现有技术问题，本专利技术的目的在于提供一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条及其制备方法，该焊条具有很低气孔敏感性的同时具有较高的熔敷效率，同时有全位置焊接操控性好的特点，可满足9ni钢高效焊接的要求。
2、本专利技术的第一个目的在于公开了一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，包括专用焊芯和涂覆在焊条表面的药皮，焊条药皮的重量系数为0.40～0.45；以焊芯总重为基准，以质量百分比计，所述焊芯由如下组成：c≤0.03，si≤0.1，mn≤0.1％，zr:0.1～0.3％；al:0.2～0.4％，s≤0.005％，p≤0.008％，其余为ni。
3、进一步的，以药皮总重为基准，以质量百分比计，所述药皮由如下粉料组成：大理石：14～18％；碳酸钡+碳酸锶：8～12％；氟硅酸钾：10～14％；萤石：3～6％；氟化锂：1～2％；稀土镁硅铁：2～4％；二氧化锆：1～2％；钛铁：1～2％；脱水云母：2～4％；纯碱：0.5～1％；钼粉：10～12％；铌铁：5～7％；金属锰：4～6％；金属铬：20～22.5％；钨粉：2.5～3.5％；粘结剂为模数2.8～3.0的钾钠混合水玻璃，加入量为以质量百分比计干粉总重的17～20％。
4、进一步的，所述药皮粉料稀土镁硅铁中mg的质量百分比：7～15％，钛铁中ti的质量百分比：25～35％。
5、进一步的，控制焊芯和药皮中金属粉中碳含量：c≤0.05％。
6、进一步的，所述药皮粉料中氟化锂、氟硅酸钾和萤石的化学成分氟化物的质量百分比：caf2≥95.0％，lif≥94％，k2sif6≥97.0％。
7、进一步的，所述药皮粉料大理石，碳酸钡和碳酸锶、纯碱中碳酸盐质量百分比：caco3≥98.0％，baco3≥97.0％，srco3≥95.0％，na2co3≥98.0％。
8、进一步的，所述药皮粉料稀土镁硅铁中稀土的质量百分比：10～23％。
9、本专利技术的第二个目的在于公开了一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条的制备方法，用于制备如上述所述的9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，包括以下步骤：
10、步骤一：焊芯采用真空熔炼+电渣重熔，经开坯锻造、盘条轧制、减颈拉拔、校直切断而成；
11、步骤二：焊条制备按以下工艺进行：
12、s1：将配比药皮组分在混料机中混合均匀；
13、s2：加入粘结剂进行搅拌；
14、s3：在碾压式混料机中碾压，碾压时长为3～60分钟；
15、s4：将碾压好的粉料打团，采用油压式将药皮均匀的涂覆在焊芯外面，磨削出加持断和引弧端；
16、s5：在焊条烘干炉中采用阶段阶梯升温进行烘焙。
17、相对于现有技术，本专利技术所述的一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条及其制备方法具有以下优势：
18、1、全位置焊接操控性好、电弧稳定、飞溅较小、脱渣容易、焊缝成型良好。
19、2、气孔敏感性较小，熔敷效率可达150％左右。
20、3、熔敷金属强度高(rp0.2≥430mpa，rm≥690mpa)，接头-196℃冲击功达到90j以上，与9ni钢具有良好的匹配性。
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1.一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，包括专用焊芯和涂覆在焊条表面的药皮，焊条药皮的重量系数为0.40～0.45，其特征在于，以焊芯总重为基准，以质量百分比计，所述焊芯由如下组成：C≤0.03，Si≤0.1，Mn≤0.1％，Zr:0.1～0.3％，Al:0.2～0.4％，S≤0.005％，P≤0.008％，其余为Ni。
2.如权利要求1所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，以药皮总重为基准，以质量百分比计，所述药皮由如下粉料组成：大理石：14～18％；碳酸钡+碳酸锶：8～12％；氟硅酸钾：10～14％；萤石：3～6％；氟化锂：1～2％；稀土镁硅铁：2～4％；二氧化锆：1～2％；钛铁：1～2％；脱水云母：2～4％；纯碱：0.5～1％；钼粉：10～12％；铌铁：5～7％；金属锰：4～6％；金属铬：20～22.5％；钨粉：2.5～3.5％；粘结剂为模数2.8～3.0的钾钠混合水玻璃，加入量为以质量百分比计干粉总重的17～20％。
3.如权利要求2所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，所述药皮粉料稀土镁硅铁
4.如权利要求2所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，控制焊芯和药皮中金属粉的碳含量：C≤0.05％。
5.如权利要求2所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，所述药皮粉料中氟化锂、氟硅酸钾和萤石的化学成分氟化物的质量百分比：CaF2≥95.0％，LiF≥94％，K2SiF6≥97.0％。
6.如权利要求2所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，所述药皮粉料大理石，碳酸钡和碳酸锶、纯碱中碳酸盐质量百分比：CaCO3≥98.0％，BaCO3≥97.0％，SrCO3≥95.0％，Na2CO3≥98.0％。
7.如权利要求2所述的一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，所述药皮粉料稀土镁硅铁中稀土的质量百分比：10～23％。
8.一种9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1～7任意一项所述的9Ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，包括专用焊芯和涂覆在焊条表面的药皮，焊条药皮的重量系数为0.40～0.45，其特征在于，以焊芯总重为基准，以质量百分比计，所述焊芯由如下组成：c≤0.03，si≤0.1，mn≤0.1％，zr:0.1～0.3％，al:0.2～0.4％，s≤0.005％，p≤0.008％，其余为ni。
2.如权利要求1所述的一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，以药皮总重为基准，以质量百分比计，所述药皮由如下粉料组成：大理石：14～18％；碳酸钡+碳酸锶：8～12％；氟硅酸钾：10～14％；萤石：3～6％；氟化锂：1～2％；稀土镁硅铁：2～4％；二氧化锆：1～2％；钛铁：1～2％；脱水云母：2～4％；纯碱：0.5～1％；钼粉：10～12％；铌铁：5～7％；金属锰：4～6％；金属铬：20～22.5％；钨粉：2.5～3.5％；粘结剂为模数2.8～3.0的钾钠混合水玻璃，加入量为以质量百分比计干粉总重的17～20％。
3.如权利要求2所述的一种9ni钢用气孔敏感性极低的高效镍基焊条，其特征在于，所述药皮粉料稀土镁硅铁中mg...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，亢天佑，王青云，姚立春，范会卿，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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