T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝

摘要

T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝属于材料加工工程中的焊接领域。本发明的目的是提供一种施焊工艺简单、效率高的氩弧打底焊焊丝。本发明焊丝采用钢带包覆合金药粉，填充率35～39％，药粉的组成wt％为：萤石：2～4％、金红石：22～28％、石英：5～8％、长石：2～4％、冰晶石：3～7％、碳酸钠：1～2％、金属锰：3～7％、硅铁：2～4％、镍粉：2～4％、铬粉：24～28％、钼粉：0.8～1.5％、钨铁：3.5～5％、钒铁：1.5～3.5％、铌铁：0.4～0.8％、硼铁：0.2～0.4％、氮化锰：0.8～1.2％，余量铁粉。本发明焊丝具有焊缝背面熔渣自保护及施工工艺简单等优点。

说明书

技术领域

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，具体涉及适用于电站锅炉过热器、再热器用小径管T92及主蒸汽管道用厚壁管P92钢的底层焊道打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝。

背景技术

随着电力工业的快速发展，由日本开发研制的TP2/P92钢在超临界及超超临界火电机组的建设中得到了广泛应用。目前，T92/P92钢的底层氩弧打底焊多采用背面充氩保护措施，工艺繁杂，效率较低，而对于实现背面熔渣自保护的药芯焊丝目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝。

本发明所提供的T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝采用钢带包覆合金药粉，填充率为35～39％，药粉末的组分及其含量为(以质量百分比表示)：萤石：2～4％、金红石：22～28％、石英：5～8％、长石：2～4％、冰晶石：3～7％、碳酸钠：1～2％、金属锰：3～7％、硅铁：2～4％、镍粉：2～4％、铬粉：24～28％、钼粉：0.8～1.5％、钨铁：3.5～5％、钒铁：1.5～3.5％、铌铁：0.4～0.8％、硼铁：0.2～0.4％、氮化锰：0.8～1.2％，余量为铁粉。

合金药粉中各组分的作用如下：

金红石：主要造渣的成分，可以改善渣的覆盖性和脱渣性；

萤石：增加熔渣流动性，降低熔渣粘度；

长石：主要是造渣剂，增加熔渣流动性，降低熔渣粘度，保护焊缝；

石英：主要作用是造渣，同时降低熔渣碱度，调节药皮粘度；

冰晶石：造渣剂，并降低熔渣浓度，有利于降低扩散氢浓度；

碳酸钠：造气和稳弧作用；

金属铬：向焊缝中过渡铬，获得必要的铬合金；

金属锰：脱氧，向焊缝中过渡锰，获得必要的锰合金；降低奥氏体向铁素体的转变温度，抑制硫化物在晶界聚集，提高焊缝金属的强度和韧性；

氮化锰：向焊缝中过渡氮和锰，N可细化晶粒；

镍粉：向焊缝中过渡镍，使焊缝金属获得必要的镍合金；有利于提高焊缝金属的冲击韧性；

钼粉：向焊缝中过渡钼，使焊缝金属获得必要的钼合金；

硅铁：脱氧，向焊缝中过渡硅，同时起到对焊缝金属强化的作用；

铌铁：向焊缝金属中过渡铌，使焊缝金属获得必要的铌合金；

钒铁：向焊缝金属中过渡钒，使焊缝金属获得必要的钒合金；

硼铁：向焊缝金属中过渡硼，使焊缝金属获得必要的硼合金；

钨铁：向焊缝金属中过渡钨，使焊缝金属获得必要的钨合金

铁粉：改善导电率，增加熔敷效率。

本发明具有以下有益效果：通过焊缝背面熔渣自保护，免除了背面充氩保护措施，简化了施工工艺，提高了生产效率。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

下述实施例中选用宽度为12～14mm，厚度为0.3～0.5mm的优质低碳钢带包覆合金药粉，将钢带除锈除油后，轧制成U型截面槽；而后向U型槽内填充粒度为100～200目的干燥处理过的合金药粉，填充率为35～39％；将药粉包裹在U型槽内后，合拢为0型，再经拉拔减径至2.0～2.5mm。

实施例1

选用宽度为13mm，厚度为0.3mm的优质低碳钢钢带包覆合金药粉，药粉的组成及其含量为(以质量分数表示)：萤石：3％、金红石：28％、石英：5％、长石：3％、冰晶石：3％、碳酸钠：1％、金属锰：7％、硅铁：4％、镍粉：2％、铬粉：26％、钼粉：1.5％、钨铁：3.5％、钒铁：1.5％、铌铁：0.4％、硼铁：0.2％、氮化锰：0.8％，余量为铁粉；填充率为：37～39％。

实施例2

选用宽度为13mm，厚度为0.3mm的优质低碳钢钢带包覆合金药粉，药粉的组成及其含量为(以质量分数表示)：萤石：4％、金红石：24％、石英：8％、长石：2％、冰晶石：7％、碳酸钠：2％、金属锰：5％、硅铁：3％、镍粉：3％、铬粉：24％、钼粉：1.2％、钨铁：4％、钒铁：2.5％、铌铁：0.6％、硼铁：0.3％、氮化锰：1.0％，余量为铁粉；填充率为：36～38％。

实施例3

选用宽度为13mm，厚度为0.3mm的优质低碳钢钢带包覆合金药粉，药粉的组成及其含量为(以质量分数表示)：萤石：2％、金红石：22％、石英：6％、长石：4％、冰晶石：5％、碳酸钠：1.5％、金属锰：3％、硅铁：2％、镍粉：4％、铬粉：28％、钼粉：0.8％、钨铁：5％、钒铁：3.5％、铌铁：0.8％、硼铁：0.4％、氮化锰：1.2％，余量为铁粉；填充率为：35～37％。

将实施例1、2和3所制备焊丝按下述焊接规范制成试样后，按相关标准要求，测定其熔敷金属的成分(如表1所示)、常温力学性能(如表2所示)和高温短时力学性能(如表3所示)。

焊接规范参数如下：

焊接方法：直流反接法；焊接电流：110～130A；焊接电压：11～14V；焊接速度：50～100mm/min；层间温度：150～200℃；焊层厚度≤2.5mm；焊后热处理温度：760～770℃，保温时间：2～4h。

表1熔敷金属的化学成分wt％

表2实例熔敷金属常温力学性能

表3实例熔敷金属高温(600℃)短时力学性能

从上述表格结果中可看出：本发明所制备的T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝工艺性能良好，成分及力学性能达到相关标准的要求，能够满足T92/P92钢焊接需要。