鎳基合金的埋弧焊劑、焊絲及焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊接材料，特別涉及一種鎳基合金的埋弧焊劑、專用焊絲及焊接 方法，該焊劑配合專用焊絲CHff-NiCr-3,采用埋弧交流和直流焊接，均可得到優(yōu)良的塑性、 韌性、較好的抗裂性和優(yōu)良的耐腐蝕能力。
【背景技術(shù)】
[0002] CHff-NiCr-3焊絲配套焊劑主要用于INC0NEL600、601合金和INC0L0Y800合金 自身以及它們與碳鋼或不銹鋼之間的焊接，也可用于9Ni鋼的焊接。INC0NEL600、601和 INC0L0Y800合金導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，為了保證焊接接頭低溫韌性在焊接過程中需 采用較小的線能量和道間溫度，一般線能量為7~35kJ/cm，道間溫度應(yīng)控制在IOOtC以下。 但現(xiàn)有技術(shù)中缺少與之配套的焊劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一就在于提供一種鎳基合金的埋弧焊劑，該鎳基合金的埋弧焊劑 與CHff-NiCr-3焊絲配合焊接鎳基合金，脫渣容易，焊縫金屬具有較高的強度和很強的耐蝕 力。
[0004] 技術(shù)方案是：一種鎳基合金的埋弧焊劑，由以下成分制成：
[0005] Mn 5-8 重量份
[0006] Al2O3 34-36 重量份
[0007] CaF2 52-54 重量份
[0008] Cr 2-3 重量份
[0009] K4TiO4 3-4 重量份
[0010] 作為優(yōu)選，所述焊劑堿度為2. 2-2. 8。
[0011] 作為優(yōu)選，所述 Mn :Al203:CaF2:Cr :1(41104重量比為 8 :36 :52 :2 :3。
[0012] 作為優(yōu)選，所述 Mn :Al203:CaF2:Cr :1(41104重量比為 5 :34 :54 :3 :4。
[0013] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種鎳基合金的埋弧焊劑的制備方法。
[0014] 技術(shù)方案是：一種鎳基合金的埋弧焊劑的制備方法，包括以下步驟：
[0015] 步驟一、將權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的焊劑各組分置于混合器內(nèi)、攪拌混 合均勻后，加入模數(shù)為3. 1M、比例為1:1的鉀鈉水玻璃18kg混合造粒；
[0016] 步驟二、經(jīng)100-200°C低溫烘烤、400-600°C高溫?zé)Y(jié)、篩分。
[0017] 本發(fā)明的目的之三在于提供一種與上述的鎳基合金的埋弧焊劑配套使用的焊絲。
[0018] 技術(shù)方案是：一種與上述的鎳基合金的埋弧焊劑配套使用的焊絲，所述焊絲為 CHff-NiCr-3 焊絲，其化學(xué)成分：C 0.019wt%、Mn 2.95wt%、Si 0.13wt%、S 0.002wt%、 P 0. 008wt%、Ni 70. 70wt%、Cr 20. 88wt%、Nb 2. 41wt%、Cu 0. 01wt%、Ti 0. 35wt%、Fe 1.70wt%，其余為微量雜質(zhì)。
[0019] 本發(fā)明的目的之四在于提供一種鎳基合金鋼的焊接方法。
[0020] 技術(shù)方案是：一種鎳基合金鋼的焊接方法，該方法上述的鎳基合金的埋弧焊劑與 上述的焊絲。
[0021 ] 作為優(yōu)選，所述方法進行埋弧直流焊接和交流焊接。
[0022] 發(fā)明原理：
[0023] 焊劑所用粘結(jié)劑為模數(shù)為3. 1M、比例為1:1的鉀鈉水玻璃。本發(fā)明焊劑中：
[0024] 金屬錳：加入可起到脫硫、脫氧的作用，還可以向焊縫過渡錳元素，提高焊縫強度 的同時還能改善韌性。
[0025] CaF2是一種氟化物，具有稀釋熔渣的作用，能夠降低焊縫金屬中氫的含量，并具有 調(diào)整熔渣堿度的作用。〇&匕在合適的范圍內(nèi)，具有降低熔渣的熔點、使熔深變淺、優(yōu)化脫渣 性、穩(wěn)定電弧等作用；當(dāng)CaF2含量過高時，電弧不穩(wěn)定、熔渣粘度過低、熔池流動激烈、焊道 外觀不整齊。
[0026] Al2O3是一種造渣劑，具有調(diào)整熔渣粘度、熔點，維持良好焊道形狀的有效成分，具 有提高電弧集中性的作用，生成的熔渣致密，同時與CaF2共存時，生成粘度合適的熔渣，焊 道外觀良好，母材與焊縫熔合良好，具有防止咬邊的效果。但過高的Al2O3含量會使焊縫弧 度更尖且不平滑，易產(chǎn)生氣孔和麻點，渣殼變硬，Al2O3含量過低又使焊縫表面凹凸不平，出 現(xiàn)壓坑及咬邊等缺陷，影響焊縫成形。
[0027] 金屬單質(zhì)鉻是一種銀白色的金屬，加入能提高焊縫的耐磨性和耐腐蝕性。
[0028] K4TiOg-種白色粉末，在焊接中起造渣、穩(wěn)定電弧，改善脫渣的性能。
[0029] 有益效果：
[0030] 本發(fā)明焊劑配合專用焊絲CHff-NiCr-3,焊接過程中，脫渣好，焊縫成型美觀，焊縫 與母材過渡平滑，焊縫表面無粘渣、壓坑和裂紋等缺陷。本發(fā)明涉及的鎳基合金埋弧焊劑雜 質(zhì)含量很低，其中S彡0. 015%，P彡0. 010%。在常溫熔敷金屬的屈服強度彡360Mpa、抗拉 強度彡580Mpa、斷后伸長率彡27%、-196°C沖擊達到100J以上。
[0031] 本發(fā)明焊劑用于INC0NEL600、601合金和INC0L0Y800合金自身以及它們與碳鋼或 不銹鋼之間的焊接，也可用于9Ni鋼的焊接。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0033] 實施例1
[0034] 將 Mn 8kg、Al20336kg、CaF252kg、Cr 2kg、K4Ti043kg 置于混合器內(nèi)、攪拌混合均勾 后，加入模數(shù)為3. 1M、比例為1:1的鉀鈉水玻璃18kg混合造粒，再經(jīng)100-200°C低溫烘烤、 400-600 °C高溫?zé)Y(jié)、篩分，即得堿度為2. 7的焊劑。
[0035] 實施例2
[0036] 將 Mn 5kg、Al2O3 34kg、CaF2 54kg、Cr 3kg、K4TiO4 4kg 置于混合器內(nèi)、攪拌混合均 勻后，加入模數(shù)為3. 1M、比例為1:1的鉀鈉水玻璃16. 5kg混合造粒，再經(jīng)100-200°C低溫烘 烤、400-600 °C高溫?zé)Y(jié)、篩分，即得堿度為2. 6的焊劑。
[0037] 焊絲CHff-NiCr-3規(guī)格為2. 4mm，采用發(fā)明的焊劑進行埋弧直流焊接和交流焊接， 焊接規(guī)范如下表1所示。
[0038] 表1.焊接規(guī)范
[0040] 在相同的焊接規(guī)范下，配合專用焊絲CHff-NiCr-3進行交直流焊接，恪敷金屬化學(xué) 成分和力學(xué)性能分別如表2和表3所不。
[0041] 表2.熔敷金屬化學(xué)成分
[0043] 表3.熔敷金屬力學(xué)性能
[0045] 專用焊絲CHff-NiCr-3的化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）：C 0· 019、Mn 2. 95、Si 0· 13、S 0·002、Ρ 0.008、Ni 70. 70、Cr 20. 88、Nb 2. 41、Cu 0.01、Ti 0.35、Fe L 70,其余為微量雜 質(zhì)。
【主權(quán)項】
1. 一種鎳基合金的埋弧焊劑，由以下成分制成： Mn 5-8重量份 Al2O3 34-36 重量份 CaF2 52-54重量份 Cr2-3重量份 K4TiO4 3-4 重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基合金的埋弧焊劑，其特征在于：所述焊劑堿度為 2. 2-2. 8〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基合金的埋弧焊劑，其特征在于：所述Mn :A1 203:CaF2:Cr: 1(41104重量比為 8 :36 :52 :2 :3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基合金的埋弧焊劑，其特征在于：所述Mn :A1 203:CaF2:Cr: 1(41104重量比為 5 :34 :54 :3 :4。5. -種鎳基合金的埋弧焊劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的焊劑各組分置于混合器內(nèi)、攪拌混合均 勻后，加入模數(shù)為3. 1M、比例為1:1的鉀鈉水玻璃18kg混合造粒； 步驟二、經(jīng)100-200 °C低溫烘烤、400-600 °C高溫?zé)Y(jié)、篩分。6. -種與權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的鎳基合金的埋弧焊劑配套使用的焊絲， 其特征在于：所述焊絲為CHff-NiCr-3焊絲，其化學(xué)成分：C 0. 019wt%、Mn 2. 95wt%、Si 0. 13wt%、S 0. 002wt%、P 0. 008wt%、Ni 70. 70wt%、Cr20. 88wt%、Nb 2. 41wt%、Cu 0.01wt%、Ti 0.35wt%、Fe 1.70wt%，其余為微量雜質(zhì)。7. -種鎳基合金鋼的焊接方法，其特征在于：該方法采用權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求 所述的鎳基合金的埋弧焊劑與權(quán)利要求6所述的焊絲。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳基合金鋼的焊接方法，其特征在于：所述方法進行埋弧直 流焊接和交流焊接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎳基合金的埋弧焊劑及專用焊絲，由以下成分制成：Mn5-8重量份、Al2O334-36重量份、CaF252-54重量份、Cr？2-3重量份、K4TiO43-4重量份。與現(xiàn)有的相比，本發(fā)明焊劑與CHW-NiCr-3焊絲配合焊接鎳基合金，脫渣容易，焊縫金屬具有較高的強度、低溫沖擊韌性和很強的耐蝕力。
【IPC分類】B23K35/40, B23K9/18, B23K35/30, B23K35/362
【公開號】CN105215578
【申請?zhí)枴緾N201510814720
【發(fā)明人】楊飛, 李亞軍
【申請人】四川大西洋焊接材料股份有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月20日