CN108941975B - 一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝 - Google Patents

一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，包括如下重量百分比的组分，C:0.04％～0.12％；Si：0.15％～0.55％；Mn：1.20％～1.70％；S：≤0.010％；P：≤0.020％；Mo：0.35％～0.55％；Ni：0.45％～0.85％；Cu：≤0.07％；Co：≤0.03％；Cr：≤0.15％；V：≤0.03％；Sb：≤0.007％；Sn：≤0.009％；As：≤0.015％；B：≤0.0007％；Al：≤0.045％；其余是Fe。本发明的焊丝应用于核电蒸发器管道内壁补焊和管道的焊接连接，有效控制了熔敷金属力学性能。

Description

一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝
技术领域
本发明属于气体保护焊丝技术领域，尤其是涉及一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝。
背景技术
核电用锰镍钼系低合金钢主要用于制作核电工程中的蒸发器、稳压器、压力容器及封头、支撑构件等部件。该低合金钢长期以来以进口为主，近几年逐步实现国产化，但与之配套的焊接材料还依赖进口，实现在此领域焊材的国产化，研发与该合金体系低合金钢匹配用钨极惰性气体保护焊焊丝具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，以克服现有技术中的不足，可以满足核电锰镍钼低合金高强钢的焊接用的惰性气体保护焊丝。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，包括如下重量百分比的组分，C:0.04％～0.12％；Si：0.15％～0.55％；Mn：1.20％～1.70％；S：≤0.010％；P：≤0.020％；Mo：0.35％～0.55％；Ni：0.45％～0.85％；Cu：≤0.07％；Co：≤0.03％；Cr：≤0.15％；V：≤0.03％；Sb：≤0.007％；Sn：≤0.009％；As：≤0.015％；B：≤0.0007％；Al：≤0.045％；其余是Fe，各组分的重量百分比之和为100％。
优选的，包括如下重量百分比的组分，C:0.06％～0.10％；Si：0.25％～0.45％；Mn：1.30％～1.60％；S：≤0.008％；P：≤0.010％；Mo：0.40％～0.50％；Ni：0.55％～0.75％；Cu：≤0.06％；Co：≤0.02％；Cr：≤0.10％；V：≤0.02％；Sb：≤0.005％；Sn：≤0.008％；As：≤0.010％；B：≤0.0005％；Al：≤0.040％；其余是Fe。
优选的，包括如下重量百分比的组分，C:0.062％～0.075％；Si：0.26％～0.30％；Mn：1.36％～1.45％；S：≤0.006％；P：≤0.007％；Mo：0.43％～0.49％；Ni：0.59％～0.67％；Cu：≤0.011％；Co：≤0.02％；Cr：≤0.04％；V：≤0.002％；Sb：≤0.0012％；Sn：≤0.001％；As：≤0.0004％；B：≤0.0003％；Al：≤0.008％；其余是Fe。
优选的，(Co+Cr+V+Sb+Sn+As+B+Al)％+杂质％≤0.50％。其中(Co+Cr+V+Sb+Sn+As+B+Al)％代表的是各元素代表的质量分数之和，杂质％代表未标注元素的质量分数之和。
优选的，抗裂纹敏感系数：Pcm＝C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Mo/15+Ni/60+V/10+5B≤0.27；其中：Cr、Cu、V、B按最大数值计算，各元素采用的是占焊丝的质量分数。
本发明如上所述的核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝表面采用无镀铜层处理。
本发明同时提供如上所述的核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝在核电锰镍钼低合金高强钢例如：16MND5、18MnD5中的应用。
相对于现有技术，本发明所述的核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，具有以下优势：
(1)本发明所述的核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，应用于核电蒸发器管道内壁补焊和管道的焊接连接，克服现有技术的不足。
(2)本发明所述的核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极气体保护焊丝，在以下条件下，熔敷金属抗拉强度：580MPa～700MPa；屈服强度≥420MPa；延伸率≥20％；0℃冲击韧性≥112J，-20℃冲击韧性≥40J，
a不预热，道间温度100℃～175℃焊态及焊后595℃～625℃保温16小时；b预热125℃～150℃，道间温度175℃～200℃焊态及焊后595℃～625℃保温16小时；c预热200℃～250℃，道间温度200℃～250℃焊态及焊后595℃～625℃保温16小时。
(3)本发明有效解决了焊丝中Cu元素向焊缝金属中的过渡，保证了焊缝金属的化学成分，采用Mn－Mo－Ni系的合金体系有效控制了熔敷金属在焊态及焊后595℃～625℃保温16小时条件下的力学性能。该焊丝的研发实现了核电用锰镍钼低合金钢材料配套焊材的国产化。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
一种核电锰镍钼低合金高强钢用高韧性钨极惰性气体保护焊焊丝，其化学成分如下所示：(重量％)
Figure BDA0001803672440000041
按照无镀铜焊丝生产工艺生产：盘条经过拉拔前去除氧化表皮的预处理、粗拉、精拉、去钢丝表面润滑粉、涂敷无镀铜涂层后制成直径1.0mm规格焊丝并按照GB/T8110-2008要求进行试板焊接，按照GB/T 2652要求进行熔敷金属的物理性能测试，：
试板焊接不预热，道间温度135℃焊态，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000042
Figure BDA0001803672440000051
试板焊接不预热，道间温度135℃，610℃保温16小时，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000052
试板焊接预热135℃，道间温度175℃焊态，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000053
试板焊接预热135℃，道间温度175℃，610℃保温16小时，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000061
试板焊接预热235℃，道间温度235℃焊态，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000062
试板焊接预热235℃，道间温度235℃，610℃保温16小时，测试结果如下。
Figure BDA0001803672440000063
Figure BDA0001803672440000071
抗裂纹敏感系数：Pcm＝C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Mo/15+Ni/60+V/10+5B＝0.192。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.高韧性钨极气体保护焊丝在核电锰镍钼低合金高强钢中的应用，其中，高韧性钨极气体保护焊丝，包括如下重量百分比的组分，C:0.062%～0.075%；Si：0.26％～0.30％；Mn：1.36％～1.45％；S：≤0.006％；P：≤0.007％；Mo：0.43％～0.49％；Ni：0.59％～0.67％；Cu：≤0.011％；Co：≤0.02％；Cr：≤0.04％；V：≤0.002％；Sb：≤0.0012％；Sn：≤0.001％；As：≤0.0004％；B：≤0.0003％；Al：≤0.008％；其余是Fe，各组分的重量百分比之和为100%；且（Co＋Cr＋V＋Sb＋Sn＋As＋B＋Al）％＋杂质％≤0.50％；抗裂纹敏感系数：Pcm＝C＋（Mn＋Cr＋Cu）/20 ＋ Si/30 ＋ Mo/15 ＋ Ni/60 ＋ V/10 ＋ 5B≤0.27；其中：Cr、Cu、V、B按最大数值计算，各元素采用的是占焊丝的质量分数；高强钢为16MND5、18MnD5中的一种。
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