CN105014263A - 一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条 - Google Patents

一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条 Download PDF

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Abstract

一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条，焊芯是H08E钢丝；药皮按重量份的配比是：大理石40～45份，萤石16～22份，碳酸钡4～6份，锆英砂6～8份，金红石3～5份，石英1～3份，氟化稀土1～3份，雾化硅铁3～4.5份，锆铁1～1.5份，电解金属锰2～3份，钛铁3～4份，金属镍5～6份，钼铁0.5～0.7份，硼铁0.5～0.7份，纯碱0.5～1份，按药皮配比混合均匀并形成干粉，再按该干粉的总重加入22～26％的粘结剂并搅拌均匀，将焊芯和搅拌均匀的药皮分别装入油压式焊条压涂机中，压涂压力控制在10～15MPa，按常规焊条生产工艺即可制备出低温钢焊条，焊条表面光滑、偏心稳定、成品率高。

Description

一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其是一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条。
背景技术
随着我国石化工业的快速发展，用于储存液化石油气、天然气、乙烯、丙烯等产品的大型低温钢球罐有了较大的市场需求，尤其是储存重要化工原料乙烯和丙烯的大型低温钢球罐，由于其技术含量较高、制造难度大，其附加值也比较高，市场前景看好。
储存乙烯和丙烯的大型低温钢球罐通常要求工作温度为-50℃，球罐材料通常采用抗拉强度为610～730MPa且具有低焊接裂纹敏感性的低合金高强钢，如牌号07MnNiVDR，但缺乏与其匹配的焊条，主要依赖于国外进口，焊条进口价格昂贵，供货周期长，给大型低温钢球罐的制造增加了较高的时间成本和材料成本。
中国专利CN101537544A公开了一种用于大型低温球罐钢焊接的电焊条，该电焊条虽然能应用于大型低温球罐的焊接，但只能使用较小的线能量12～17kJ/cm施焊，严重影响施工效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条，该大线能量低温钢焊条可实施全位置焊接，具有焊接工艺性良好、电弧稳定、飞溅极少、脱渣容易、熔敷金属具有良好低温韧性且可采用较大规范施焊。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条，该大线能量低温钢焊条由焊芯、药皮及粘结剂三部分构成，焊芯采用H08E钢丝，药皮中含有大理石、萤石、碳酸钡、锆英砂、金红石、石英、氟化稀土、雾化硅铁、锆铁、电解金属锰、钛铁、金属镍、钼铁、硼铁及纯碱，粘结剂采用钾、钠按一定比例勾兑而成水玻璃，该大线能量低温钢焊条的制备在油压式焊条压涂机进行并按常规焊条生产工艺进行生产，本发明的特征如下：
药皮按重量份的配比是：40目的大理石40～45份，60目的萤石16～22份，碳酸钡4～6份，40目的锆英砂6～8份，60目的金红石3～5份，40目的石英1～3份，60目的氟化稀土1～3份，40目的雾化硅铁3～4.5份，60目的锆铁1～1.5份，60目的电解金属锰2～3份，40目的钛铁3～4份，60目的金属镍5～6份，60目的钼铁0.5～0.7份，40目的硼铁0.5～0.7份，60目的纯碱0.5～1份；
按照上述药皮的配比进行混合均匀并形成干粉，再按所述干粉的总重加入22～26％的粘结剂并搅拌均匀，粘结剂中钾：钠＝3:1勾兑而成水玻璃，要求粘结剂的模数为2.9而波美度控制在46～48°Be′(20℃)，将焊芯和上述经粘结剂的搅拌均匀的药皮分别装入油压式焊条压涂机的对应位置中，油压式焊条压涂机的压涂压力控制在10～15MPa，并按常规焊条生产工艺进行即可制备出大线能量低温钢焊条。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1、本发明的焊接工艺性能优良，焊条表面光滑、偏心稳定、成品率高。
2、本发明在实施全位置焊接时其工艺性良好、电弧稳定、熔池清晰、脱渣容易，焊缝成型美观。
3、本发明的熔敷金属扩散氢较低，据气相色谱法测定其熔敷金属扩散氢小于3.5ml/100g。
4、本发明适用于较大线能量焊接，当线能量达到25～30kJ时其-60℃的夏比冲击功KV2≥54J。
具体实施方式
本发明是一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条，本发明的大线能量低温钢焊条在油压式焊条压涂机进行并按常规焊条生产工艺进行生产，生产才的大线能量低温钢焊条可实施全位置焊接，具有焊接工艺性良好、电弧稳定、飞溅极少、脱渣容易、熔敷金属具有良好低温韧性且可采用较大规范施焊。
本发明的大线能量低温钢焊条由焊芯、药皮及粘结剂三部分构成，焊芯采用H08E钢丝，药皮中含有大理石、萤石、碳酸钡、锆英砂、金红石、石英、氟化稀土、雾化硅铁、锆铁、电解金属锰、钛铁、金属镍、钼铁、硼铁及纯碱，粘结剂采用钾、钠按一定比例勾兑而成水玻璃。
H08E钢丝的化学成分wt.％要求是：C≤0.010，Mn 0.35～0.60，Si≤0.030，S≤0.005，P≤0.005，由于H08E钢丝中的S、P含量较低，因此非常适用做为大线能量低温钢焊条的焊芯。
大理石的化学成分wt.％要求是：CaCO3≥98.0，S≤0.010，P≤0.010，大理石在本发明中主要起到造气、造渣作用，大理石的粒度要求控制在40目。
萤石的化学成分wt.％要求是：CaF2≥95.0，SiO2≤1.0，S≤0.010，P≤0.010，萤石在本发明中主要起到造渣作用，萤石的粒度要求控制在60目。
碳酸钡的化学成分wt.％要求是：BaCO3≥98.0，S≤0.08，P≤0.005，碳酸钡在本发明中主要起到造气、造渣作用。
锆英砂的化学成分wt.％要求是：SiO2≥30，ZrO2≥60，S≤0.004，P≤0.010，锆英砂在本发明中主要起到造渣作用，锆英砂的粒度要求控制在40目。
金红石的化学成分wt.％要求是：TiO2≥95.0，S≤0.02，P≤0.02，金红石在本发明中主要起到造渣作用，金红石的粒度要求控制在60目。
石英的化学成分wt.％要求是：SiO2≥97，S≤0.01，P<0.01，石英的粒度要求控制在40目。
氟化稀土的化学成分wt.％要求是：CeO2/REO≥45，F≥26，氟化稀土属于微合金，氟化稀土的粒度要求控制在60目。
雾化硅铁的化学成分wt.％要求是：Si 43.0～47.0，C≤0.020，S≤0.010，P≤0.010，雾化硅铁在本发明中主要起到脱氧作用，雾化硅铁的粒度要求控制在40目。
锆铁的化学成分wt.％要求是：Zr≥25，C≤0.1，Mn≤0.3，Si≤2.0，S≤0.01，P≤0.02，锆铁属于微合金，锆铁的粒度要求控制在60目。
电解金属锰的化学成分wt.％要求是：C≤0.01，S≤0.03，P≤0.01，Si<0.050，Mn≥99.5，电解金属锰在本发明中主要起到脱氧作用，电解金属锰的粒度要求控制在60目。
钛铁的化学成分wt.％要求是：Ti25～35，S≤0.03，P≤0.02，Al≤8.0，Si≤4.5，钛铁在本发明中主要起到脱氧作用，钛铁的粒度要求控制在40目。
金属镍的化学成分wt.％要求是：Ni+Co≥99.5，C≤0.05，S≤0.02，P≤0.005，金属镍属于过渡合金元素，金属镍的粒度要求控制在60目。
钼铁的化学成分wt.％要求是：Mo≥55，C≤0.15，S≤0.05，P≤0.05，钼铁属于过渡合金元素，钼铁的粒度要求控制在60目。
硼铁的化学成分wt.％要求是：B 19.0～25.0，C≤0.1，S<0.01，P<0.01，硼铁属于微合金，硼铁的粒度要求控制在60目。
纯碱的化学成分wt.％要求是：Na2CO3≥98.0，纯碱在本发明中主要起到改善压涂性，纯碱的粒度要求控制在60目。
结合本发明的技术方案给出药皮的三个实施例重量份配比并参见下表。
成分 实施例1 实施例2 实施例3
大理石 40 43 45
萤石 22 19 16
碳酸钡 6 5 4
锆英砂 8 6 7
金红石 4 5 3
石英 1 2 3
氟化稀土 1 2 3
金属锰 2 2.5 3
雾化硅铁 4.5 4 3
锆铁 1.5 1 1
钛铁 3 3.5 4
金属镍 5.5 5 6
钼铁 0.5 0.6 0.5
硼铁 0.5 0.6 0.5
纯碱 0.5 0.8 1
按照上述三个实施例的药皮配比进行混合均匀并各自形成干粉，再按所述干粉的总重加入22～26％的粘结剂并搅拌均匀，粘结剂中钾：钠＝3:1勾兑而成水玻璃，要求粘结剂的模数为2.9而波美度控制在46～48°Be′(20℃)，将上述三个实施例中的焊芯和经粘结剂的搅拌均匀的药皮分别装入油压式焊条压涂机的对应位置中，油压式焊条压涂机的压涂压力控制在10～15MPa，并按常规焊条生产工艺进行即可制备出对应的三个实施例大线能量低温钢焊条。
对上述三个实施例制成的焊条进行试板焊接，然后进行熔敷金属化学成分分析、学性能测试和扩散氢含量测定。以Φ4.0mm规格焊条为例，焊接规范：直流反接，线能量控制在15～30kJ，道间温度控制在90～110℃，焊后热处理620℃×1h。
三个实施例制备出的大线能量低温钢焊条其焊接时熔敷金属化学成分按质量百分数的参考值见下表。
三个实施例的熔敷金属扩散氢含量依据气相色谱法参考结果见下表。
三个实施例的熔敷金属力学性能参考值见下表。
通过上述三个实施例，本发明的大线能量低温钢焊条在焊接工艺和力学性能上解决了以下问题：
焊接工艺性能上，当焊接规范过大时，立焊和仰焊容易发生淌渣现象并造成焊接困难，针对这个问题本发明在药皮的配方中除加入较大量的碳酸钙外，还加入了一定量的高熔点碳酸钡和氧化锆，碳酸钡和氧化锆可以提高熔渣的熔点并在焊接时易形成短渣，从而有利于改善大规范焊接时立焊和仰焊的工艺性。
力学性能上，当焊接规范过大时，焊缝金属晶粒严重长大、低温韧性极度恶化，针对这个问题本发明主采用以下途径提高低温韧性：
1、选择合适的造渣体系和脱氧体系。
造渣体系方面本发明采用了新型的高碱度CaO-BaO-CaF2-SiO2-TiO2-ZrO2渣系，以提高熔敷金属的纯净度，改善熔敷金属的低温韧性；
脱氧体系方面本发明采用了Si-Mn-Ti联合脱氧，有效减少了熔敷金属中非金属夹杂物的数量，进而提高熔敷金属的低温韧性。
2、选择合适的合金系。
本发明采用Ni-Mo合金系，Ni是提高低温韧性的重要元素，具有细化晶粒、减少偏析、促进针状铁素体形成的作用，从而可提高焊缝金属的低温韧性，Ni按本发明的配比量可以获得最佳的低温韧性。适量的Mo在提高强度的同时还可提高低温韧性，Mo按本发明的配比量也可以获得最佳的低温韧性。
3、微合金化。
加入微量的Ti、B，利用Ti-B联合韧化的作用可以细化晶粒，避免大线能量焊接时其晶粒过分长大，提高低温韧性。加入适量的Zr和稀土元素可以进一步细化晶粒，提高低温韧性。
4、严格控制C、S、P含量。
C虽具有提高熔敷金属强度的作用，但在大线能量焊接时容易产生热裂纹，且对低温韧性有极大的恶化作用，因此要严格控制C的含量。S、P容易生成低熔点相，大规范焊接时容易产生热裂纹，因此也要严格控制S、P的含量。
5、控制Si含量。
Si是脱氧的重要元素，对改善焊接工艺性、提高焊缝强度非常有利，但Si对低温韧性有害，因此也要严格控制Si的含量。
由于本发明较好的解决了上述问题，本发明的大线能量低温钢焊条满足AWSA5.5E8016-C1的技术要求，全位置焊接工艺性能良好，大规范焊接时低温韧性优良，可用于大型低温钢球罐的焊接需求。

Claims (1)

1.一种用于大型低温钢球罐焊接的大线能量低温钢焊条，该大线能量低温钢焊条由焊芯、药皮及粘结剂三部分构成，焊芯采用H08E钢丝，药皮中含有大理石、萤石、碳酸钡、锆英砂、金红石、石英、氟化稀土、雾化硅铁、锆铁、电解金属锰、钛铁、金属镍、钼铁、硼铁及纯碱，粘结剂采用钾、钠按一定比例勾兑而成水玻璃，该大线能量低温钢焊条的制备在油压式焊条压涂机进行并按常规焊条生产工艺进行生产，其特征是：
药皮按重量份的配比是：40目的大理石40～45份，60目的萤石16～22份，碳酸钡4～6份，40目的锆英砂6～8份，60目的金红石3～5份，40目的石英1～3份，60目的氟化稀土1～3份，40目的雾化硅铁3～4.5份，60目的锆铁1～1.5份，60目的电解金属锰2～3份，40目的钛铁3～4份，60目的金属镍5～6份，60目的钼铁0.5～0.7份，40目的硼铁0.5～0.7份，60目的纯碱0.5～1份；
按照上述药皮的配比进行混合均匀并形成干粉，再按所述干粉的总重加入22～26％的粘结剂并搅拌均匀，粘结剂中钾：钠＝3:1勾兑而成水玻璃，要求粘结剂的模数为2.9而波美度控制在46～48°Be′{20℃}，将焊芯和上述经粘结剂的搅拌均匀的药皮分别装入油压式焊条压涂机的对应位置中，油压式焊条压涂机的压涂压力控制在10～15MPa，并按常规焊条生产工艺进行即可制备出大线能量低温钢焊条。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106363313A (zh) * 2016-09-19 2017-02-01 四川大学 焊芯中添加稀土元素的超低温钢用镍基焊条及其制备方法
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Cited By (8)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106363313A (zh) * 2016-09-19 2017-02-01 四川大学 焊芯中添加稀土元素的超低温钢用镍基焊条及其制备方法
CN106425172A (zh) * 2016-12-09 2017-02-22 天津大桥焊材集团有限公司 用于焊接q690级钢材的超低氢电焊条及其制备方法
CN110253176A (zh) * 2019-05-30 2019-09-20 株洲湘江电焊条有限公司 适用于交流电源焊接天然气储罐的电焊条及其制备方法
CN110253176B (zh) * 2019-05-30 2021-06-25 株洲湘江电焊条有限公司 适用于交流电源焊接天然气储罐的电焊条及其制备方法
CN112091478A (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 一重集团大连核电石化有限公司 900MPa级高强高韧性低氢焊条及其制备方法
CN112091478B (zh) * 2020-09-18 2022-09-13 一重集团大连核电石化有限公司 海洋工程用900MPa级高强高低温韧性低氢焊条
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