一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种耐蚀钢焊接专用焊条。
【背景技术】
[0002] 油气运输中既有硫化氢腐蚀，又有海水腐蚀，因此要求钢板具有良好的抗硫腐蚀 能力，同时具有良好的抗海水腐蚀能力。焊条作为一种钢板焊接的重要焊接材料，在配套耐 蚀钢焊接的过程中，要求其焊缝金属不仅具有高强度、高韧性的特点，而且具有良好的抗硫 化氢腐蚀以及耐海水腐蚀的能力，而目前与之配套的焊条，存在耐硫化氢腐蚀性差、冲击韧 性不足的缺陷。
[0003] 因此，研制一种耐蚀钢焊接专用焊条，使得油气输送管道的焊缝部分不仅具有较 好的抗腐蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性能，对于推动我国油气建设具有重 要的作用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于开发一种更为理想的耐蚀钢焊接专用焊条，使得油气输送管道 的焊缝部分不仅具有较好的抗腐蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性能。
[0005] 为了实现本发明目的而采用的技术方案为:一种耐蚀钢焊接专用焊条，该焊条包 括焊芯和涂在焊芯上的药皮，以质量分数表示，以质量分数表示，所述焊芯组成成分及含量 为：C 0.065%、Si 0.03%、Mn 0.55%、P< 0.005%、S < 0.005%、Ni< 0.30%、Cr 0.15~ 0.18%、Cu< 0.02%、Ti< 0.20%、Mg< 0.05%，余量为Fe。
[0006] 优选的，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C 0.065%、Si 0.02%、Mn 0·4%、Ρ 0.001%、S 0.001%、Ni 0.26%、Cr 0.17%、Cu 0.01%、Ti 0.20%、Mg 0.05%，余量为Fe; 进一步优选的，以质量分数表不，所述药皮组成成分及含量为:大理石20~55 %、萤石 10~30 %、硅酸盐5~20 %、高碳铬铁10~30 %、钛白粉5~10 %、纳米氮化铝1~3 %、混合稀 土2~4 %、粘结剂1~5 %。
[0007] 以质量分数表示，所述药皮组成成分及含量为：大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、 高碳铬铁14%、钛白粉8%、纳米氮化铝2%、混合稀土 3%、粘结剂3%。
[0008] 所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%、C 6~10%、Si < 3%、S< 0.01%、 0.01%、余量为Fe。
[0009] 所述混合稀土为：以质量分数表示，氧化钇10~30%、氧化铈40~60%、氧化镧25~ 40% 〇
[0010] 所述的粘结剂，以质量分数表示，羧甲基纤维素钠5~15%、水玻璃20~40%、硬脂酸 钠10~20%、改性凹凸棒土30~55%，其中，所述的改性凹凸棒土制备步骤为:将凹凸棒土粉 料以质量体积比1:50加到质量浓度1%~20%盐酸中浸泡，机械搅拌2h~8h，离心分离并清 洗，即制得改性凹凸棒土。
[0011] 所述的粘结剂制备步骤为:将改性凹凸棒土，羧甲基纤维素钠，水玻璃，硬脂酸钠 按比例混合，混合温度为20~40°C，混合时间为2~3小时。
[0012] 本发明的技术优点在于： 1)本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，添加少量稀土元素，控制杂 质元素，在保证焊缝金属具有一定强度和低温冲击韧性的基础上，具有良好的抗硫化氢腐 蚀及耐海水腐蚀性能。
[0013] 2)本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且 能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明做进一步地描述。
[0015] 实施例1 芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，C 0.065%、Si 0.03%、Mn 0.55%、P 0.005%、S 0.005%、Ni 0.30%、Cr 0.15%、Cu (h02%、Ti (h20%、Mg 0.05%，余量为Fe;药皮组成成分及含 量为：大理石55%、萤石10%、硅酸盐5%、高碳铬铁10%、钛白粉10%、纳米氮化铝3%、混合稀土 2%、粘结剂5%。
[0016] 其中，混合稀土的配比为:按质量分数计，氧化钇15%、氧化铈60%、氧化镧25%。
[0017] 实施例2 芯线组成成分及含量为：以质量分数表不，所述芯线组成成分及含量为:C 0.065%、Si 0·03%、Μη 0·55%、Ρ 0.005%、S 0.005%、Ni 0.20%、Cr 0.15%、Cu 0.01%、Ti 0.10%、Mg 0.03%，余量为Fe;药皮组成成分及含量为：大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、高碳铬铁14%、 钛白粉8%、纳米氮化铝2%、混合稀土 3%、粘结剂3%。
[0018] 其中，混合稀土的配比为:按质量分数计，氧化钇10%、氧化铈50%、氧化镧40%。 [0019] 在实施例1-2中，所述的高碳络铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C为6~10%，Si < 3%，S< 0·01%，Ρ< 0.01%，余量为Fe。
[0020] 在实施例1-2中，所述的粘结剂由以下步骤制得：1)将凹凸棒土粉料进行酸化提 纯：将凹凸棒土粉料以质量体积比1:50加到质量浓度1%~20%盐酸中浸泡，机械搅拌2h~ 8h，离心分离并清洗，制得改性凹凸棒土; 2)将步骤1)制得的改性凹凸棒土，羧甲基纤维素 钠，水玻璃，硬脂酸钠按比例混合，混合温度为20~40°C，混合时间为2~3小时。
[0021] 实施例1-2中粘结剂的配比见表1。
[0022] 衷 1
本发明的耐蚀钢焊接专用焊条，还包括步骤:药皮的预处理和焊条的制备两个处理制 备步骤。
[0023]在药皮的预处理过程中，具体是将大理石、萤石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、纳米 氮化铝、混合稀土和制得的粘结剂混合均匀，然后转移至烧结炉中进行高温烘焙，最后进行 机械破碎，备用。
[0024]在焊条的制备过程中，具体是将制得的处理过的药皮和芯线在涂压机中制备成焊 条，控制温度在380~400°C，保温1~2小时即可。
[0025]本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，添加少量稀土元素，控制 杂质元素，在保证焊缝金属具有一定强度和低温冲击韧性的基础上，具有良好的抗硫化氢 腐蚀及耐海水腐蚀性能。
[0026] 本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能 加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。
[0027] 本发明药皮中选用的纳米氮化铝，在一定程度上能够起到细化晶粒的作用，提高 焊接金属的金相组织稳定性。
【主权项】
1. 一种耐蚀钢焊接专用焊条，该焊条包括焊芯和涂在焊芯上的药皮，其特征在于：以质 量分数表示，所述焊芯组成成分及含量为：C 0.065%、Si 0.03%、Mn 0.55%、P< 0.005%、S < 0.005%、Ni< 0.30%、Cr0.15~0.18%、Cu< 0.02%、Ti< 0.20%、Mg< 0.05%，余量为 Fe〇2. 根据权利要求1所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示，所 述芯线组成成分及含量为：C 0.065%、Si 0·03%、Μη 0·55%、Ρ 0.005%、S 0.005%、Ni 0.20%、 Cr 0.15%、Cu 0.01%、Ti 0.10%、Mg 0.03%，余量为Fe。3. 根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示， 所述药皮组成成分及含量为:大理石20~55 %、萤石10~30 %、硅酸盐5~20 %、高碳铬铁10 ~30 %、钛白粉5~10 %、纳米氮化铝1~3 %、混合稀土2~4 %、粘结剂1~5 %。4. 根据权利要求3所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于：以质量分数表示，所 述药皮组成成分及含量为:大理石35%、萤石20%、硅酸盐15%、高碳铬铁14%、钛白粉8%、纳米 氮化铝2%、混合稀土 3%、粘结剂3%。5. 根据权利要求4所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于:所述的高碳铬铁的成 分以质量比计Cr不小于60%、C6~10%、Si< 3%、S< 0·01%、Ρ< 0.01%、余量为Fe。6. 根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于:所述混合稀土为： 以质量分数表不，氧化纪1 〇~30%、氧化铺40~60%、氧化铜25~40%。7. 根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于:所述的粘结剂，以 质量分数表示，羧甲基纤维素钠5~15%、水玻璃20~40%、硬脂酸钠10~20%、改性凹凸棒土 30~55%，其中，所述的改性凹凸棒土制备步骤为：将凹凸棒土粉料以质量体积比1:50加到 质量浓度1%~20%盐酸中浸泡，机械搅拌2h~8h，离心分离并清洗，即制得改性凹凸棒土。8. 根据权利要求7所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于:所述的粘结剂制备步 骤为:将改性凹凸棒土，羧甲基纤维素钠，水玻璃，硬脂酸钠按比例混合，混合温度为20~40 °C，混合时间为2~3小时。9. 根据权利要求1或2所述的一种耐蚀钢焊接专用焊条，其特征在于:所述的焊条由以 下步骤制得： 1) 粘结剂的制备 将凹凸棒土粉料加入到盐酸中浸泡，机械搅拌，离心分离并清洗，制得改性凹凸棒土； 将制得的改性凹凸棒土与羧甲基纤维素钠、水玻璃、硬脂酸钠按比例混合； 2) 药皮的预处理 将大理石、萤石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、纳米氮化铝、混合稀土和步骤1)制得的粘 结剂混合均匀，然后转移至烧结炉中进行高温烘焙，最后进行机械破碎，备用； 3) 焊条的制备 将步骤2)制得的处理过的药皮和芯线在涂压机中制备成焊条，控制温度在380~400 C，保温1~2小时即可。
【专利摘要】本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种耐蚀钢焊接专用焊条。该焊条包括焊芯和涂在焊芯上的药皮，以质量分数表示，所述焊芯组成成分及含量为：C0.065%、Si0.03%、Mn0.55%、P≤0.005%、S≤0.005%、Ni≤0.30%、Cr0.15～0.18%、Cu≤0.02%、Ti≤0.20%、Mg≤0.05%，余量为Fe。本发明的技术优点在于：本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，添加少量稀土元素，控制杂质元素，在保证焊缝金属具有一定强度和低温冲击韧性的基础上，具有良好的抗硫化氢腐蚀及耐海水腐蚀性能。本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。
【IPC分类】B23K35/362, B23K35/40, B23K35/30
【公开号】CN105665962
【申请号】CN201610261729
【发明人】孙宁
【申请人】孙宁
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月26日