專利名稱：：一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬焊接材料，特別是一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條。
背景技術(shù)：
：隨著我國石化工業(yè)快速發(fā)展，各類用于儲(chǔ)存液化石油氣，天然氣、乙烯、丙烯等大型低溫球罐有了很大的需求。隨著球罐體積增加，要求提高鋼板的抗拉強(qiáng)度級(jí)別下限，實(shí)現(xiàn)所用球殼板厚度的減薄。在大型低溫球罐的制造中，除了對(duì)鋼板材料的質(zhì)量要求外，對(duì)配套焊接材料的性能也有嚴(yán)格的要求。我國目前已經(jīng)采用國產(chǎn)化進(jìn)口的610MPa低焊接裂紋敏感性高強(qiáng)度鋼板制造-5(TC大型低溫球罐，但所用的焊接材料很大程度上依賴國外進(jìn)口，尤其是在制造大型低溫乙烯球罐中更是全部依賴進(jìn)口，主要問題是在球罐最低使用溫度下的，國產(chǎn)焊接材料熔敷金屬和焊縫金屬，在焊態(tài)下和經(jīng)高溫長時(shí)間焊后消除應(yīng)力處理后的低溫沖擊吸收功達(dá)不到要求，容易出現(xiàn)單個(gè)低值，抗裂性和抗再熱裂紋性等方面，還不能滿足制造大型低溫球罐的需要，例如目前我國J607RH焊條，抗拉強(qiáng)度為610MPa級(jí)別可以滿足-2(TC低溫球罐鋼標(biāo)準(zhǔn)要求，但是低溫沖擊韌性完全不能達(dá)到-6(TC時(shí)》60J的等級(jí)要求，實(shí)測(cè)值是Akv(沖擊功-6(TC)=35J。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種焊接工藝性好、引弧容易、電弧柔和、飛濺極少、脫渣容易、焊波成形細(xì)致美觀、可全位置焊接、熔敷金屬細(xì)化好且具有良好低溫沖擊韌性、抗裂性和抗再熱裂紋性的用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條，由焊芯、焊條藥皮和粘合劑組成，并按常規(guī)電焊條生產(chǎn)工藝制造，1)焊芯為H08GX焊條用盤條，其所含化學(xué)成分及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>2)焊條藥皮包括以下輔料及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>其中在下述輔料口S、P的重量百分比控制指標(biāo)為(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>3)粘合劑為高模鉀鈉水玻璃，模數(shù)3.0-3.1、鉀鈉比2:1-2.5:1、濃度42。Be'-43.5。Be';焊條藥皮輔料與粘合劑的重量比為1:0.24。本發(fā)明焊藥配方的設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.首先涉及熔渣的酸堿度，應(yīng)有足夠的堿度以保證熔敷金屬的純凈度，力求非金屬夾雜物非常的少；2.考慮熔渣的熱物理性質(zhì)，尤其是立焊、橫焊、仰焊的性質(zhì)，易脫渣和焊波成型好，防止大熔滴過渡，熔池飽滿，便于施焊操作；3.藥皮熔點(diǎn)適中，應(yīng)形成一定的套筒，保證焊條有一定的吹力，且焊條頭(即焊條端部)熔化好，防止立焊時(shí)上、下熔化不均勻；4.滿足焊條熔敷金屬的力學(xué)性能要求，主要是低溫沖擊韌性，-6(rC每個(gè)單值大于70J，但是平均值要達(dá)到100J以上；5.在熔敷金屬中，隨著過渡Ni元素含量的提高，低溫韌性增加，在S、P的含量非常低的情況下，S《0.005%、P《0.012°/o，符合這個(gè)規(guī)律，S、P略高時(shí)，隨著鎳含量的增加，反而韌性下降，原因是隨著鎳含量的增加容易造成S、P偏析所致，所以視焊芯S、P的含量來確定鎳的組分；6)應(yīng)用微量的Ti和B實(shí)現(xiàn)微合金化，金相組織以達(dá)到針狀鐵素體為主，有利于提高低溫韌性和細(xì)化晶粒；7)添加微量稀土元素進(jìn)一步細(xì)化晶粒，獲得滿意的低溫韌性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該焊條為超低氫鈉型高強(qiáng)度高韌性焊條，焊接工藝性能良好，引弧容易、電弧柔和、飛濺極少、脫渣容易、焊波成形細(xì)致、美觀，可全位置焊接；熔敷金屬凈化、細(xì)化好，具有良好的低溫沖擊韌性和抗裂性能，在-6(TC條件下仍具極好的沖擊韌性AKV單值^70J、Akv平均但》100J;熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量低，試驗(yàn)結(jié)果(水銀法)《2.5ml/100g;具有良好的抗熱裂紋、冷裂紋和抗再熱裂紋的性能；焊后熔敷金屬可適應(yīng)的熱處理規(guī)范廣，有良好的實(shí)際施工適應(yīng)性，廣泛適用于20001113乙烯球罐、2000m3丙烯球罐等超大型低溫球罐、LPG球罐焊接。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條，由焊芯、焊條藥皮和粘合劑組成，按常規(guī)電焊條生產(chǎn)工藝制造，即將H08GX盤條，切制成焊芯；將焊條藥皮輔料按比例配制混合；將水玻璃粘合劑按24%的重量比例加入輔料混合粉中；用常規(guī)焊條生產(chǎn)設(shè)備及工藝，將焊芯和混合粉制成焊條并烘干。該實(shí)施例中成分情況如下1)焊芯為H08GX焊條用盤條，其所含化學(xué)成分及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)焊條藥皮包括以下輔料及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其中在下述輔料中S、P的重量百分比為(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3)粘合劑為高模鉀鈉水玻璃，模數(shù)3.0-3.1、鉀鈉比2:1-2.5:1-濃度42。Be'-43.5。Be';焊條藥皮輔料與粘合劑的重量比為h0.24(將按上述成分制成的焊條進(jìn)行檢測(cè)，在焊接試驗(yàn)前焊條先經(jīng)過380-400。C烘焙2小時(shí)，然后根據(jù)國標(biāo)GB/T5118-1995低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行熔敷金屬化學(xué)成分分析、熔敷金屬力學(xué)性能測(cè)試、熔敷金屬擴(kuò)散氫含量測(cè)定，焊接規(guī)范焊接電源為直流反接、焊接線能量為12-17KJ/cm、道間溫度為105-11(TC、焊后熱處理為620°C保溫lh，隨爐冷卻，檢測(cè)結(jié)果如下1)熔敷金屬化學(xué)成分重量百分比(％)實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2)熔敷金屬力學(xué)性能實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3)采用水銀法測(cè)定熔敷金屬擴(kuò)散氫含量，其擴(kuò)散氫含量為2.10ml/100g，2.06ml/100g，1.94ml/100g，2.30ml/100g，平均值2.10ml/100g。實(shí)施例2:焊條的制造工藝和檢測(cè)方法與實(shí)施例1完全相同，該實(shí)施例中成分情況如下1)焊芯為H08GX焊條用盤條，其所含化學(xué)成分及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2)焊條藥皮包括以下輔料及其重量百分比如下表(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>，其中在下述輔料中S、P的重量百分比控制指標(biāo)為(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3)粘合劑為高模鉀鈉水玻璃，模數(shù)3.0-3.1、鉀鈉比2:1-2.5:1、濃度42。Be'-43.5。Be';焊條藥皮輔料與粘合劑的重量比為1:0.24。將按上述成分制成的焊條進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下1)熔敷金屬化學(xué)成分重量百分比(％)實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2)熔敷金屬力學(xué)性能實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3)采用水銀法測(cè)定熔敷金屬擴(kuò)散氫含量，其擴(kuò)散氫含量為2.09ml/100g，2.04ml/100g，1.97ml/100g，2.28ml/100g，平均值2.10ml/100g。上述實(shí)施例制備的焊條與目前我國使用的同強(qiáng)度級(jí)別的日本神戶制鋼集團(tuán)的LB-65L焊條相比，性能優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)比情況如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于最低-60℃大型低溫球罐鋼焊接的電焊條，由焊芯、焊條藥皮和粘合劑組成，并按常規(guī)電焊條生產(chǎn)工藝制造，其特征在于1)焊芯為H08GX焊條用盤條，其所含化學(xué)成分及其重量百分比如下表(％)<tablesid="tabl0001"num="0001"><table><tgroupcols="6"><colspeccolname="c001"colwidth="19%"/><colspeccolname="c002"colwidth="17%"/><colspeccolname="c003"colwidth="17%"/><colspeccolname="c004"colwidth="17%"/><colspeccolname="c005"colwidth="17%"/><colspeccolname="c006"colwidth="13%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">C</entry><entrymorerows="1">S</entry><entrymorerows="1">Mn</entry><entrymorerows="1">Si</entry><entrymorerows="1">P</entry><entrymorerows="1">Fe</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">0.05-0.08</entry><entrymorerows="1">≤0.004</entry><entrymorerows="1">0.30-0.60</entry><entrymorerows="1">≤0.030</entry><entrymorerows="1">≤0.006</entry><entrymorerows="1">余量</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>2)焊條藥皮包括以下輔料及其重量百分比如下表(％)<tablesid="tabl0002"num="0002"><table><tgroupcols="11"><colspeccolname="c001"colwidth="9%"/><colspeccolname="c002"colwidth="9%"/><colspeccolname="c003"colwidth="9%"/><colspeccolname="c004"colwidth="9%"/><colspeccolname="c005"colwidth="9%"/><colspeccolname="c006"colwidth="9%"/><colspeccolname="c007"colwidth="9%"/><colspeccolname="c008"colwidth="9%"/><colspeccolname="c009"colwidth="9%"/><colspeccolname="c010"colwidth="9%"/><colspeccolname="c011"colwidth="9%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">大理石</entry><entrymorerows="1">螢石</entry><entrymorerows="1">金紅石</entry><entrymorerows="1">硅微粉</entry><entrymorerows="1">錳鐵</entry><entrymorerows="1">硅鐵</entry><entrymorerows="1">鈦鐵</entry><entrymorerows="1">鎳粉</entry><entrymorerows="1">硼鐵</entry><entrymorerows="1">鉬鐵</entry><entrymorerows="1">鐵粉</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">30-40</entry><entrymorerows="1">13-17</entry><entrymorerows="1">4-7</entry><entrymorerows="1">3-5</entry><entrymorerows="1">3-5</entry><entrymorerows="1">3-4</entry><entrymorerows="1">6-8</entry><entrymorerows="1">8-10</entry><entrymorerows="1">0.5-1</entry><entrymorerows="1">0.5-1</entry><entrymorerows="1">余量</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>，其中在下述輔料中S、P的重量百分比控制指標(biāo)為(％)<tablesid="tabl0003"num="0003"><table><tgroupcols="7"><colspeccolname="c001"colwidth="15%"/><colspeccolname="c002"colwidth="14%"/><colspeccolname="c003"colwidth="14%"/><colspeccolname="c004"colwidth="14%"/><colspeccolname="c005"colwidth="14%"/><colspeccolname="c006"colwidth="14%"/><colspeccolname="c007"colwidth="14%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">藥皮輔料名稱</entry><entrymorerows="1">大理石</entry><entrymorerows="1">螢石</entry><entrymorerows="1">硅鐵</entry><entrymorerows="1">鈦鐵</entry><entrymorerows="1">鐵粉</entry><entrymorerows="1">硅微粉</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">S</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry><entrymorerows="1">≤0.010</entry><entrymorerows="1">≤0.010</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">P</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry><entrymorerows="1">≤0.005</entry><entrymorerows="1">≤0.010</entry><entrymorerows="1">≤0.010</entry><entrymorerows="1">≤0.003</entry><entrymorerows="1">≤0.010</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>3)粘合劑為高模鉀鈉水玻璃，模數(shù)3.0-3.1、鉀鈉比2∶1-2.5∶1、濃度42°Be′-43.5°Be′；焊條藥皮輔料與粘合劑的重量比為1∶0.24。全文摘要一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條，由焊芯、焊條藥皮和粘合劑組成，并按常規(guī)電焊條生產(chǎn)工藝制造，通過嚴(yán)格控制焊芯和焊條藥皮輔料中較低的S、P的百分含量，提高電焊條的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該焊條為超低氫鈉型高強(qiáng)度高韌性焊條，焊接工藝性能良好，引弧容易、電弧柔和、飛濺極少、脫渣容易、焊波成形細(xì)致、美觀，可全位置焊接；熔敷金屬凈化、細(xì)化好，具有良好的低溫沖擊韌性和抗裂性能；熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量低；具有良好的抗熱裂紋、冷裂紋和抗再熱裂紋的性能；焊后熔敷金屬可適應(yīng)的熱處理參數(shù)范圍大，有良好的實(shí)際施工適應(yīng)性，適用于球罐焊接，尤其是丙烯、乙烯、LPG大型球罐的焊接。文檔編號(hào)B23K35/22GK101537544SQ20091006864公開日2009年9月23日申請(qǐng)日期2009年4月28日優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日發(fā)明者侯來昌,侯永泰,唐艷麗,屈朝霞申請(qǐng)人:天津市金橋焊材集團(tuán)有限公司;寶山鋼鐵股份有限公司