本发明涉及焊接材料领域,具体涉及一种热强钢焊接用焊条及其制备方法。
背景技术:
1、随着科学技术的研究,我国的化工行业得到了大力发展,加氢反应器应用越来越广泛。加氢反应器是石油炼化装备加氢裂化工艺的核心装备,是现代炼油的重大关键设备,通常加氢反应器的工作温度一般在400℃以上,工作压力为20mpa左右。由于热强钢具备优异的高温强度、抗氧化性、抗腐蚀性以及良好的组织稳定性和焊接性,使其成为制造加氢反应器等高温高压设备的理想材料,例如2.25cr-1mo-0.25v钢。但是加氢反应器在制造过程中所需的配套焊接材料却长期依赖进口,成为制约加氢反应器制造完全国产化的一个环节。在高温高压情况下,热强钢焊接的焊缝容易发生回火脆化及低温韧性降低等形式的失效。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点,本发明提供一种热强钢焊接用焊条及其制备方法,以改善焊缝层容易发生回火脆化及低温韧性降的问题。
2、为实现上述目的及其它相关目的,本发明提供一种热强钢焊接用焊条,包括焊芯和药皮,所述药皮包括以下组分及各组分的重量份数分别为:大理石10~13份,氟化钙3~5份,石墨0.2~0.5份,硅微粉1~2份,金红石1~2份,45硅铁1~2份,低碳锰铁0.5~1.5份,微碳铬铁9~12份,钼粉1~2份,钒铁0.2~0.5份,还原铁粉35~50份,氯化钾0.3~0.6份,合成云母0.3~0.6份,稀土硅铁0.5~1.5份。
3、在本发明一示例中,所述大理石中碳酸钙含量≥96wt%;所述硅微粉中二氧化硅含量≥98wt%;所述低碳锰铁中锰含量≥80wt%;所述微碳铬铁中铬含量为≥70wt%,碳含量≤0.06wt%;所述钼粉中钼含量为≥99wt%;所述钒铁中钒含量为50~55wt%;所述还原铁粉中铁含量为≥98wt%;
4、在本发明一示例中,所述石墨、所述硅微粉和所述稀土硅铁的粒度为80~120目,其余组分的粒度为40~80目。
5、在本发明一示例中,所述焊芯采用低硫低磷h08钢芯,所述焊芯的p含量≤0.015wt%,s含量≤0.010wt%。
6、在本发明一示例中,所述焊芯的直径为3.2~5.0mm。
7、本发明还提供一种热强钢焊接用焊条的制备方法,包括以下步骤:按照配比称取药皮各组分并混合均匀,得到药皮粉料;向所述药皮粉料中加入粘结剂,搅拌均匀形成药皮混合物;将所述药皮混合物压涂在焊芯表面并干燥,得到所述热强钢焊接用焊条。
8、在本发明一示例中,所述粘结剂为水玻璃粘结剂,所述粘结剂的质量为所述药皮粉料总质量的23~25%。
9、在本发明一示例中,所述热强钢焊接用焊条中所述药皮混合物干燥后的重量是所述热强钢焊接用焊条总重量的40~45%。
10、在本发明一示例中,所述压涂时的压力为9~15mpa。
11、在本发明一示例中,干燥温度为280~350℃,干燥时间为1~2h。
12、本发明的热强钢焊接用焊条采用碱性渣系,保障焊缝具有较低的含氧量,确保焊缝金属高韧性;在药皮中添加大理石在电弧温度下起造渣、造气功能,可以提高焊条的抗气孔性能;添加低碳锰铁、微碳铬铁、45硅铁、钒铁、钼粉、和石墨向焊缝渗合金,其中铬元素、钼元素、碳元素可以提高焊缝强度,稀土硅铁、钼元素和钒元素可以细化熔敷金属的组织,提高焊缝的韧性。本发明制备的热强钢焊接用焊条表皮光滑、压涂性好、熔敷率高,具有较强的强度、韧性和抗裂性。
1.一种热强钢焊接用焊条,其特征在于,所述焊条包括焊芯和药皮,所述药皮包括以下组分及各组分的重量份数分别为:大理石10~13份,氟化钙3~5份,石墨0.2~0.5份,硅微粉1~2份,金红石1~2份,45硅铁1~2份,低碳锰铁0.5~1.5份,微碳铬铁9~12份,钼粉1~2份,钒铁0.2~0.5份,还原铁粉35~50份,氯化钾0.3~0.6份,合成云母0.3~0.6份,稀土硅铁0.5~1.5份。
2.根据权利要求1所述的热强钢焊接用焊条,其特征在于,所述大理石中碳酸钙含量≥96wt%;所述硅微粉中二氧化硅含量≥98wt%;所述低碳锰铁中锰含量≥80wt%;所述微碳铬铁中铬含量为≥70wt%,碳含量≤0.06wt%;所述钼粉中钼含量为≥99wt%;所述钒铁中钒含量为50~55wt%;所述还原铁粉中铁含量为≥98wt%。
3.根据权利要求1所述的热强钢焊接用焊条,其特征在于,所述石墨、所述硅微粉和所述稀土硅铁的粒度为80~120目,其余组分的粒度为40~80目。
4.根据权利要求1所述的热强钢焊接用焊条,其特征在于,所述焊芯采用h08钢芯,所述焊芯的p含量≤0.015wt%,s含量≤0.010wt%。
5.根据权利要求1所述的热强钢焊接用焊条,其特征在于,所述焊芯的直径为3.2~5.0mm。
6.一种权利要求1至5任一所述的热强钢焊接用焊条的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述粘结剂为水玻璃粘结剂,所述粘结剂的质量为所述药皮粉料总质量的23~25%。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述热强钢焊接用焊条中所述药皮混合物干燥后的重量是所述热强钢焊接用焊条总重量的40~45%。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述压涂时的压力为9~15mpa。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,干燥温度为280~350℃,干燥时间为1~2h。
