極低溫鋼用Ni基合金焊條

何少卿等

0發(fā)明概述

極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條用于極低溫鋼建造的LNG、LEG等儲(chǔ)罐的焊接。鎳基合金焊縫金屬具有容易產(chǎn)生凝固裂紋、液化裂紋等熱裂紋（以下稱(chēng)微裂紋）的特征。為了改進(jìn)鎳基合金焊縫金屬的抗裂性能，在特開(kāi)昭53-37555號(hào)公報(bào)中報(bào)道了使用Ni-Cr系焊芯，在焊芯或藥皮中添加Ta元素控制藥皮中含水量，來(lái)改善焊縫金屬微裂紋的焊條。

然而，由于近年來(lái)LNG和LEG需求的持續(xù)增加，隨著儲(chǔ)罐的大型化，使用40～50 mm的極厚板進(jìn)行多層多道焊接施工建造儲(chǔ)罐。在這樣的多層多道焊接中，即使使用特開(kāi)昭53-37555專(zhuān)利的改善抗微裂紋性能的焊條，在后道的熱影響區(qū)也產(chǎn)生微裂紋，抗裂性能不充分。此外，現(xiàn)在追求高品質(zhì)、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)罐，希望開(kāi)發(fā)即使多層多道焊，也難以產(chǎn)生微裂紋，即使產(chǎn)生微裂紋時(shí)，微裂紋處也不產(chǎn)生龜裂，具有抵抗塑性龜裂擴(kuò)展的特性，即研制了焊縫金屬CTOD特性?xún)?yōu)良的焊條。

為了解決上述課題，對(duì)焊芯和藥皮組成進(jìn)行各種研究，焊條中不含有Si、Nb時(shí)，具有良好的抗微裂紋性能。但是，從焊縫金屬力學(xué)性能的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，為了確保焊縫金屬抗拉強(qiáng)度，焊條中的Nb不應(yīng)過(guò)低。作為添加Nb的方法，從藥皮中添加比從焊芯中添加減少偏析，抗微裂紋效果更有效。為了具有良好的CTOD特性，認(rèn)為焊條中Si、Nb含量控制到較低的程度為好。

注：①特開(kāi)平10-235493根據(jù)上述的開(kāi)發(fā)理念和見(jiàn)解，極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條的特點(diǎn)如下。

Ni-Cr基合金焊芯中含有55%～75%Ni，10%～18%Cr，0.5%～2.5%Nb，余量為Fe和Mn、Mo、Ti以及不可避免的雜質(zhì)；藥皮中含有20%～45%金屬碳酸鹽，10%～30%金屬氟化物，由硅酸鹽、硅酸鹽化合物和粘結(jié)劑中換算成的Si為1.0%～2.5%，而且，焊條中Si=焊芯中的Si+0.1（藥皮中的Si）≤0.5%，焊條中Nb=焊芯中的Nb+0.5（藥皮中的Nb）：1.5%～3.5%，焊條中Si+焊條中Nb≤3.15%。

1發(fā)明的內(nèi)容

Ni是構(gòu)成焊縫金屬的主要成分，形成奧氏體組織。為了確保極低溫狀態(tài)下焊縫金屬的拉伸性能、塑性、韌性等基本特性，Ni含量必須大于55%，如果是75%更為充分。因此，Ni含量為55%～75%。Cr是確保熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的主要元素，為了滿(mǎn)足要求，必須大于10%，如果18%更好。因此，Cr含量為10%～18%。

焊縫金屬中含有一定量的Nb，不僅可以從藥皮中，而且還可以從焊芯中添加，這是發(fā)明的基本條件。Nb是降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性和強(qiáng)度的有效成分，必須大于0.5%，超過(guò)2.5%時(shí)，在冷卻過(guò)程中Nb容易與C、S形成低熔點(diǎn)化合物。形成的低熔點(diǎn)化合物在晶界偏析，成為裂紋源，抗微裂紋性能惡化，CTOD特性惡化。因此，Nb含量控制在 0.5%～2.5%范圍。

藥皮組成的控制。金屬碳酸鹽高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，由于保證了電弧氣氛是高堿性，防止降低焊縫金屬塑性和產(chǎn)生缺陷，熔渣有合適的粘度和流動(dòng)性，確保優(yōu)良的焊接工藝性能。所以，金屬碳酸鹽必須大于20%，超過(guò)45%時(shí)，脫渣性能和焊道外觀(guān)不好。因此，金屬碳酸鹽為20%～45%。金屬碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鋰、碳酸錳、碳酸鎂等。

金屬氟化物與金屬碳酸鹽一樣，高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，有效地降低焊縫金屬中的氧含量，提高塑性和韌性。此外還具有合適的熔渣粘度和流動(dòng)性，確保了焊接工藝性能，有效改善脫渣性能。因此，金屬氟化物必須大于15%。超過(guò)30%時(shí)，電弧不穩(wěn)定，焊接工藝性能惡化。因此，金屬氟化物15%～30%。金屬氟化物是指螢石、氟化鋁、氟化鎂、冰晶石、氟化鈉、氟化鋯、氟化鋰、氟化鋇和氟化鉀等。

藥皮中Si換算值的控制?？刂朴伤幤ぶ械氖ⅰ⒐杌沂裙杷猁}化合物及硅酸鈉和硅酸鉀粘結(jié)劑等中的SiO2換算成的Si是發(fā)明的基本條件之一。Si換算值對(duì)焊條脫渣性能有良好的影響。對(duì)于微裂紋，Si與焊縫金屬中的C、Nb容易形成低熔點(diǎn)化合物，是產(chǎn)生微裂紋的原因。為了獲得良好的脫渣性能，Si含量必須大于1.0%，超過(guò)2.5%時(shí)，抗微裂紋性能不好。因此，藥皮中的Si換算含量為1.0%～2.5%。

焊條中Si系數(shù)和Nb系數(shù)的控制。焊條的Si系數(shù)[焊芯中Si含量+0.1（藥皮中的Si含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖1所示。Si系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于0.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，有改善產(chǎn)生微裂紋的傾向。因此，焊條中Si系數(shù)控制在0.5以下。

焊條的Nb系數(shù)[焊芯中的Nb含量+0.5（藥皮中的Nb含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖2所示。Nb系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于3.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，產(chǎn)生微裂紋的傾向小。焊條中Nb系數(shù)對(duì)焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度也有影響，如圖3所示。LNG和LEG儲(chǔ)罐焊接時(shí)，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度要求大于660 N/mm2，為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，Nb系數(shù)必須大于1.5，因此，焊條中Nb系數(shù)控制在1.5%～3.5%范圍。

控制焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和小于一定值是發(fā)明基本條件之一。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和與抵抗塑性破壞特性（CTOD值）有關(guān)，如圖4所示。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和超過(guò)3.15時(shí)，大幅度降低CTOD值。因此，焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和控制在3.15以下。

之和與CTOD特性的關(guān)系

焊芯中的Mo是有效提高強(qiáng)度的元素，過(guò)多添加降低塑性。因此，Mo含量最好為1.0%～4.5%。Ti有效降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性，提高抗氣孔性能，過(guò)多添加時(shí)，抗裂性能惡化。因此，Ti含量最好為0.1%～0.5%。Mn是有效提高提高塑性的元素，添加過(guò)多時(shí)，韌性差，因此，Mn含量最好為0.9%～2.7%。

為了得到優(yōu)質(zhì)的焊縫金屬，藥皮中添加金屬Al、Fe-Al等脫氧劑，為了得到具有某些特性的焊縫金屬，添加適量金屬鉻、Fe-Cr、金屬錳、Fe-Mn、金屬鉬、Fe-Mo、金屬鎳、金屬鎢等金屬粉末，在藥皮中添加氧化鈦?zhàn)鳛樵煸鼊?，不損害發(fā)明的特征。但是，合金劑配比量過(guò)多時(shí)，焊縫金屬的成分容易不均勻，所以，添加量控制在30%以?xún)?nèi)。

2實(shí)施例

標(biāo)記19焊條，由于藥皮中Si換算值高，焊條中Si系數(shù)高，抗微裂紋性能差；此外，由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記20焊條，由于焊芯W(wǎng)11的Nb系數(shù)高，焊條中Nb系數(shù)高，抗微裂紋性能差；還由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記21焊條，由于焊芯W(wǎng)12的Nb系數(shù)低，焊條中Nb系數(shù)低，抗拉強(qiáng)度低。

3發(fā)明的效果

如上的詳細(xì)敘述，提供了不損害焊接工藝性能，多層多道焊接時(shí)具有優(yōu)良的抗微裂紋，而且抵抗塑性破壞特性?xún)?yōu)良的極低溫鋼用鎳基合金焊條。實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

0發(fā)明概述

極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條用于極低溫鋼建造的LNG、LEG等儲(chǔ)罐的焊接。鎳基合金焊縫金屬具有容易產(chǎn)生凝固裂紋、液化裂紋等熱裂紋（以下稱(chēng)微裂紋）的特征。為了改進(jìn)鎳基合金焊縫金屬的抗裂性能，在特開(kāi)昭53-37555號(hào)公報(bào)中報(bào)道了使用Ni-Cr系焊芯，在焊芯或藥皮中添加Ta元素控制藥皮中含水量，來(lái)改善焊縫金屬微裂紋的焊條。

然而，由于近年來(lái)LNG和LEG需求的持續(xù)增加，隨著儲(chǔ)罐的大型化，使用40～50 mm的極厚板進(jìn)行多層多道焊接施工建造儲(chǔ)罐。在這樣的多層多道焊接中，即使使用特開(kāi)昭53-37555專(zhuān)利的改善抗微裂紋性能的焊條，在后道的熱影響區(qū)也產(chǎn)生微裂紋，抗裂性能不充分。此外，現(xiàn)在追求高品質(zhì)、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)罐，希望開(kāi)發(fā)即使多層多道焊，也難以產(chǎn)生微裂紋，即使產(chǎn)生微裂紋時(shí)，微裂紋處也不產(chǎn)生龜裂，具有抵抗塑性龜裂擴(kuò)展的特性，即研制了焊縫金屬CTOD特性?xún)?yōu)良的焊條。

為了解決上述課題，對(duì)焊芯和藥皮組成進(jìn)行各種研究，焊條中不含有Si、Nb時(shí)，具有良好的抗微裂紋性能。但是，從焊縫金屬力學(xué)性能的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，為了確保焊縫金屬抗拉強(qiáng)度，焊條中的Nb不應(yīng)過(guò)低。作為添加Nb的方法，從藥皮中添加比從焊芯中添加減少偏析，抗微裂紋效果更有效。為了具有良好的CTOD特性，認(rèn)為焊條中Si、Nb含量控制到較低的程度為好。

注：①特開(kāi)平10-235493根據(jù)上述的開(kāi)發(fā)理念和見(jiàn)解，極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條的特點(diǎn)如下。

Ni-Cr基合金焊芯中含有55%～75%Ni，10%～18%Cr，0.5%～2.5%Nb，余量為Fe和Mn、Mo、Ti以及不可避免的雜質(zhì)；藥皮中含有20%～45%金屬碳酸鹽，10%～30%金屬氟化物，由硅酸鹽、硅酸鹽化合物和粘結(jié)劑中換算成的Si為1.0%～2.5%，而且，焊條中Si=焊芯中的Si+0.1（藥皮中的Si）≤0.5%，焊條中Nb=焊芯中的Nb+0.5（藥皮中的Nb）：1.5%～3.5%，焊條中Si+焊條中Nb≤3.15%。

1發(fā)明的內(nèi)容

Ni是構(gòu)成焊縫金屬的主要成分，形成奧氏體組織。為了確保極低溫狀態(tài)下焊縫金屬的拉伸性能、塑性、韌性等基本特性，Ni含量必須大于55%，如果是75%更為充分。因此，Ni含量為55%～75%。Cr是確保熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的主要元素，為了滿(mǎn)足要求，必須大于10%，如果18%更好。因此，Cr含量為10%～18%。

焊縫金屬中含有一定量的Nb，不僅可以從藥皮中，而且還可以從焊芯中添加，這是發(fā)明的基本條件。Nb是降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性和強(qiáng)度的有效成分，必須大于0.5%，超過(guò)2.5%時(shí)，在冷卻過(guò)程中Nb容易與C、S形成低熔點(diǎn)化合物。形成的低熔點(diǎn)化合物在晶界偏析，成為裂紋源，抗微裂紋性能惡化，CTOD特性惡化。因此，Nb含量控制在 0.5%～2.5%范圍。

藥皮組成的控制。金屬碳酸鹽高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，由于保證了電弧氣氛是高堿性，防止降低焊縫金屬塑性和產(chǎn)生缺陷，熔渣有合適的粘度和流動(dòng)性，確保優(yōu)良的焊接工藝性能。所以，金屬碳酸鹽必須大于20%，超過(guò)45%時(shí)，脫渣性能和焊道外觀(guān)不好。因此，金屬碳酸鹽為20%～45%。金屬碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鋰、碳酸錳、碳酸鎂等。

金屬氟化物與金屬碳酸鹽一樣，高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，有效地降低焊縫金屬中的氧含量，提高塑性和韌性。此外還具有合適的熔渣粘度和流動(dòng)性，確保了焊接工藝性能，有效改善脫渣性能。因此，金屬氟化物必須大于15%。超過(guò)30%時(shí)，電弧不穩(wěn)定，焊接工藝性能惡化。因此，金屬氟化物15%～30%。金屬氟化物是指螢石、氟化鋁、氟化鎂、冰晶石、氟化鈉、氟化鋯、氟化鋰、氟化鋇和氟化鉀等。

藥皮中Si換算值的控制。控制由藥皮中的石英、硅灰石等硅酸鹽化合物及硅酸鈉和硅酸鉀粘結(jié)劑等中的SiO2換算成的Si是發(fā)明的基本條件之一。Si換算值對(duì)焊條脫渣性能有良好的影響。對(duì)于微裂紋，Si與焊縫金屬中的C、Nb容易形成低熔點(diǎn)化合物，是產(chǎn)生微裂紋的原因。為了獲得良好的脫渣性能，Si含量必須大于1.0%，超過(guò)2.5%時(shí)，抗微裂紋性能不好。因此，藥皮中的Si換算含量為1.0%～2.5%。

焊條中Si系數(shù)和Nb系數(shù)的控制。焊條的Si系數(shù)[焊芯中Si含量+0.1（藥皮中的Si含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖1所示。Si系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于0.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，有改善產(chǎn)生微裂紋的傾向。因此，焊條中Si系數(shù)控制在0.5以下。

焊條的Nb系數(shù)[焊芯中的Nb含量+0.5（藥皮中的Nb含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖2所示。Nb系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于3.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，產(chǎn)生微裂紋的傾向小。焊條中Nb系數(shù)對(duì)焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度也有影響，如圖3所示。LNG和LEG儲(chǔ)罐焊接時(shí)，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度要求大于660 N/mm2，為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，Nb系數(shù)必須大于1.5，因此，焊條中Nb系數(shù)控制在1.5%～3.5%范圍。

控制焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和小于一定值是發(fā)明基本條件之一。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和與抵抗塑性破壞特性（CTOD值）有關(guān)，如圖4所示。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和超過(guò)3.15時(shí)，大幅度降低CTOD值。因此，焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和控制在3.15以下。

之和與CTOD特性的關(guān)系

焊芯中的Mo是有效提高強(qiáng)度的元素，過(guò)多添加降低塑性。因此，Mo含量最好為1.0%～4.5%。Ti有效降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性，提高抗氣孔性能，過(guò)多添加時(shí)，抗裂性能惡化。因此，Ti含量最好為0.1%～0.5%。Mn是有效提高提高塑性的元素，添加過(guò)多時(shí)，韌性差，因此，Mn含量最好為0.9%～2.7%。

為了得到優(yōu)質(zhì)的焊縫金屬，藥皮中添加金屬Al、Fe-Al等脫氧劑，為了得到具有某些特性的焊縫金屬，添加適量金屬鉻、Fe-Cr、金屬錳、Fe-Mn、金屬鉬、Fe-Mo、金屬鎳、金屬鎢等金屬粉末，在藥皮中添加氧化鈦?zhàn)鳛樵煸鼊?，不損害發(fā)明的特征。但是，合金劑配比量過(guò)多時(shí)，焊縫金屬的成分容易不均勻，所以，添加量控制在30%以?xún)?nèi)。

2實(shí)施例

標(biāo)記19焊條，由于藥皮中Si換算值高，焊條中Si系數(shù)高，抗微裂紋性能差；此外，由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記20焊條，由于焊芯W(wǎng)11的Nb系數(shù)高，焊條中Nb系數(shù)高，抗微裂紋性能差；還由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記21焊條，由于焊芯W(wǎng)12的Nb系數(shù)低，焊條中Nb系數(shù)低，抗拉強(qiáng)度低。

3發(fā)明的效果

如上的詳細(xì)敘述，提供了不損害焊接工藝性能，多層多道焊接時(shí)具有優(yōu)良的抗微裂紋，而且抵抗塑性破壞特性?xún)?yōu)良的極低溫鋼用鎳基合金焊條。實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

0發(fā)明概述

極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條用于極低溫鋼建造的LNG、LEG等儲(chǔ)罐的焊接。鎳基合金焊縫金屬具有容易產(chǎn)生凝固裂紋、液化裂紋等熱裂紋（以下稱(chēng)微裂紋）的特征。為了改進(jìn)鎳基合金焊縫金屬的抗裂性能，在特開(kāi)昭53-37555號(hào)公報(bào)中報(bào)道了使用Ni-Cr系焊芯，在焊芯或藥皮中添加Ta元素控制藥皮中含水量，來(lái)改善焊縫金屬微裂紋的焊條。

然而，由于近年來(lái)LNG和LEG需求的持續(xù)增加，隨著儲(chǔ)罐的大型化，使用40～50 mm的極厚板進(jìn)行多層多道焊接施工建造儲(chǔ)罐。在這樣的多層多道焊接中，即使使用特開(kāi)昭53-37555專(zhuān)利的改善抗微裂紋性能的焊條，在后道的熱影響區(qū)也產(chǎn)生微裂紋，抗裂性能不充分。此外，現(xiàn)在追求高品質(zhì)、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)罐，希望開(kāi)發(fā)即使多層多道焊，也難以產(chǎn)生微裂紋，即使產(chǎn)生微裂紋時(shí)，微裂紋處也不產(chǎn)生龜裂，具有抵抗塑性龜裂擴(kuò)展的特性，即研制了焊縫金屬CTOD特性?xún)?yōu)良的焊條。

為了解決上述課題，對(duì)焊芯和藥皮組成進(jìn)行各種研究，焊條中不含有Si、Nb時(shí)，具有良好的抗微裂紋性能。但是，從焊縫金屬力學(xué)性能的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，為了確保焊縫金屬抗拉強(qiáng)度，焊條中的Nb不應(yīng)過(guò)低。作為添加Nb的方法，從藥皮中添加比從焊芯中添加減少偏析，抗微裂紋效果更有效。為了具有良好的CTOD特性，認(rèn)為焊條中Si、Nb含量控制到較低的程度為好。

注：①特開(kāi)平10-235493根據(jù)上述的開(kāi)發(fā)理念和見(jiàn)解，極低溫鋼焊接用鎳基合金焊條的特點(diǎn)如下。

Ni-Cr基合金焊芯中含有55%～75%Ni，10%～18%Cr，0.5%～2.5%Nb，余量為Fe和Mn、Mo、Ti以及不可避免的雜質(zhì)；藥皮中含有20%～45%金屬碳酸鹽，10%～30%金屬氟化物，由硅酸鹽、硅酸鹽化合物和粘結(jié)劑中換算成的Si為1.0%～2.5%，而且，焊條中Si=焊芯中的Si+0.1（藥皮中的Si）≤0.5%，焊條中Nb=焊芯中的Nb+0.5（藥皮中的Nb）：1.5%～3.5%，焊條中Si+焊條中Nb≤3.15%。

1發(fā)明的內(nèi)容

Ni是構(gòu)成焊縫金屬的主要成分，形成奧氏體組織。為了確保極低溫狀態(tài)下焊縫金屬的拉伸性能、塑性、韌性等基本特性，Ni含量必須大于55%，如果是75%更為充分。因此，Ni含量為55%～75%。Cr是確保熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的主要元素，為了滿(mǎn)足要求，必須大于10%，如果18%更好。因此，Cr含量為10%～18%。

焊縫金屬中含有一定量的Nb，不僅可以從藥皮中，而且還可以從焊芯中添加，這是發(fā)明的基本條件。Nb是降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性和強(qiáng)度的有效成分，必須大于0.5%，超過(guò)2.5%時(shí)，在冷卻過(guò)程中Nb容易與C、S形成低熔點(diǎn)化合物。形成的低熔點(diǎn)化合物在晶界偏析，成為裂紋源，抗微裂紋性能惡化，CTOD特性惡化。因此，Nb含量控制在 0.5%～2.5%范圍。

藥皮組成的控制。金屬碳酸鹽高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，由于保證了電弧氣氛是高堿性，防止降低焊縫金屬塑性和產(chǎn)生缺陷，熔渣有合適的粘度和流動(dòng)性，確保優(yōu)良的焊接工藝性能。所以，金屬碳酸鹽必須大于20%，超過(guò)45%時(shí)，脫渣性能和焊道外觀(guān)不好。因此，金屬碳酸鹽為20%～45%。金屬碳酸鹽是指碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鋰、碳酸錳、碳酸鎂等。

金屬氟化物與金屬碳酸鹽一樣，高溫分解產(chǎn)生氣體，隔斷空氣侵入電弧中，有效地降低焊縫金屬中的氧含量，提高塑性和韌性。此外還具有合適的熔渣粘度和流動(dòng)性，確保了焊接工藝性能，有效改善脫渣性能。因此，金屬氟化物必須大于15%。超過(guò)30%時(shí)，電弧不穩(wěn)定，焊接工藝性能惡化。因此，金屬氟化物15%～30%。金屬氟化物是指螢石、氟化鋁、氟化鎂、冰晶石、氟化鈉、氟化鋯、氟化鋰、氟化鋇和氟化鉀等。

藥皮中Si換算值的控制?？刂朴伤幤ぶ械氖ⅰ⒐杌沂裙杷猁}化合物及硅酸鈉和硅酸鉀粘結(jié)劑等中的SiO2換算成的Si是發(fā)明的基本條件之一。Si換算值對(duì)焊條脫渣性能有良好的影響。對(duì)于微裂紋，Si與焊縫金屬中的C、Nb容易形成低熔點(diǎn)化合物，是產(chǎn)生微裂紋的原因。為了獲得良好的脫渣性能，Si含量必須大于1.0%，超過(guò)2.5%時(shí)，抗微裂紋性能不好。因此，藥皮中的Si換算含量為1.0%～2.5%。

焊條中Si系數(shù)和Nb系數(shù)的控制。焊條的Si系數(shù)[焊芯中Si含量+0.1（藥皮中的Si含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖1所示。Si系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于0.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，有改善產(chǎn)生微裂紋的傾向。因此，焊條中Si系數(shù)控制在0.5以下。

焊條的Nb系數(shù)[焊芯中的Nb含量+0.5（藥皮中的Nb含量）]與產(chǎn)生微裂紋有很大的關(guān)系，如圖2所示。Nb系數(shù)大時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，系數(shù)大于3.5時(shí)，微裂紋增加，系數(shù)小時(shí)，產(chǎn)生微裂紋的傾向小。焊條中Nb系數(shù)對(duì)焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度也有影響，如圖3所示。LNG和LEG儲(chǔ)罐焊接時(shí)，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度要求大于660 N/mm2，為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，Nb系數(shù)必須大于1.5，因此，焊條中Nb系數(shù)控制在1.5%～3.5%范圍。

控制焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和小于一定值是發(fā)明基本條件之一。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和與抵抗塑性破壞特性（CTOD值）有關(guān)，如圖4所示。焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和超過(guò)3.15時(shí)，大幅度降低CTOD值。因此，焊條中Si系數(shù)與焊條中Nb系數(shù)之和控制在3.15以下。

之和與CTOD特性的關(guān)系

焊芯中的Mo是有效提高強(qiáng)度的元素，過(guò)多添加降低塑性。因此，Mo含量最好為1.0%～4.5%。Ti有效降低焊縫金屬中氧含量，提高塑性，提高抗氣孔性能，過(guò)多添加時(shí)，抗裂性能惡化。因此，Ti含量最好為0.1%～0.5%。Mn是有效提高提高塑性的元素，添加過(guò)多時(shí)，韌性差，因此，Mn含量最好為0.9%～2.7%。

為了得到優(yōu)質(zhì)的焊縫金屬，藥皮中添加金屬Al、Fe-Al等脫氧劑，為了得到具有某些特性的焊縫金屬，添加適量金屬鉻、Fe-Cr、金屬錳、Fe-Mn、金屬鉬、Fe-Mo、金屬鎳、金屬鎢等金屬粉末，在藥皮中添加氧化鈦?zhàn)鳛樵煸鼊粨p害發(fā)明的特征。但是，合金劑配比量過(guò)多時(shí)，焊縫金屬的成分容易不均勻，所以，添加量控制在30%以?xún)?nèi)。

2實(shí)施例

標(biāo)記19焊條，由于藥皮中Si換算值高，焊條中Si系數(shù)高，抗微裂紋性能差；此外，由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記20焊條，由于焊芯W(wǎng)11的Nb系數(shù)高，焊條中Nb系數(shù)高，抗微裂紋性能差；還由于焊條中Si系數(shù)與Nb系數(shù)之和高，CTOD特性差。標(biāo)記21焊條，由于焊芯W(wǎng)12的Nb系數(shù)低，焊條中Nb系數(shù)低，抗拉強(qiáng)度低。

3發(fā)明的效果

如上的詳細(xì)敘述，提供了不損害焊接工藝性能，多層多道焊接時(shí)具有優(yōu)良的抗微裂紋，而且抵抗塑性破壞特性?xún)?yōu)良的極低溫鋼用鎳基合金焊條。實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。