淺談CHNiCrFe—9焊條的研制

【摘 要】本文簡要介紹了鎳基焊條CHNiCrFe-9焊條的研制，介紹了CHNiCrFe-9焊條的化學成分、力學性能、抗熱裂紋性能

【關鍵詞】鎳基焊條；配方設計；工藝性能；力學性能

0.引言

CHNiCrFe-9焊條是鉻鎳耐熱合金焊條。焊縫具有優(yōu)良的塑性、韌性和抗裂性能。焊縫金屬在室溫和高溫下具有較高的強度和很強的耐蝕能力。主要用于Ni9%鋼的焊接，可焊接有耐熱、耐蝕要求的鎳基合金，也可用于一些難焊合金、異種鋼的焊接及堆焊。國內缺乏該類焊材，主要依靠國外進口，進口價格高且周期長，給國家的建設帶來不便和國民經(jīng)濟帶來沉重的負擔。針對這種情況，我公司研制了CHNiCrFe-9焊條，來滿足這方面的市場需求。

1.藥皮配方設計

由于所研究焊條的熔敷金屬與碳鋼的相比，熔點低、熱導率也低、熔融狀態(tài)下流動性差等等，因此本研究焊條存在抗氣孔能力差、脫渣性差、液態(tài)金屬和熔渣的鋪展性差、焊縫成形差等問題。所以要著重調節(jié)熔渣熔點，粘度，表面張力和流動性，改善焊縫成型和脫渣。

為保證該焊條熔敷金屬理化性能要求，除了對鎳基焊芯雜質含量嚴格控制外，還必須對藥皮原材料進行嚴格控制。特別是大理石、螢石等礦石粉料的雜質含量；各種純金屬、合金應選擇純度級別高的。該焊條采用大理石-螢石渣的低氫堿性藥皮渣系，這樣的渣系保護氣體充足，對于熔池有很好的精煉作用，能夠獲得優(yōu)異的機械性能。采用大理石-螢石渣堿性低氫渣系，通過調節(jié)碳酸鹽和氟化物，通過優(yōu)化組合原材料，選擇和添加合適的脫氧劑和合金元素，控制氣孔，增加抗熱裂紋的能力，得到良好工藝性能和力學性能的焊條。而大理石作為藥皮的主要組成物之一對焊接工藝性能影響很大。如果加入量過小，堿度降低，堿性焊條的特點及焊縫的塑韌性、抗裂性等將受到損害。而且加入量過小還會降低藥皮的熔點，套筒長度減小，帶來電弧挺度不夠，力量偏弱等缺點影響立、仰等位置的焊接；如果大理石加入量過多，則容易產(chǎn)生大量的飛濺和增大飛濺的直徑。因為，大理石在高溫下分解出大量的CO和CO2氣體，氣體在焊條端部熔滴“縮頸”部分的熔化金屬中產(chǎn)生氣泡，氣泡受熱劇烈膨脹而爆炸，將伴隨著大量的飛濺產(chǎn)生?？紤]到以上原因，我們適當降低了原配方中大理石的含量。螢石也是調整焊條工藝性能的重要物質之一，它能降低焊縫的氫含量和調節(jié)熔渣的粘稠度。但螢石加入過多時，因其電離勢較高，F(xiàn)將會大量奪取電弧中的電子，降低電弧穩(wěn)定性。因此，我們把配方中大理石/螢石的比值控制在適度范圍，這樣就保證了焊條如全位置、降氫等各方面的要求。

該焊條采用鉀水玻璃作為穩(wěn)弧劑及粘結劑，穩(wěn)弧劑的加入不僅起到改善電弧穩(wěn)定性的作用，而且在一定程度上可以改變熔滴過渡形態(tài)，可使電弧斑點面積擴大，增大熔滴受熱面。提高熔滴溫度，使熔滴表面張力降超低而細化熔滴，從而降低燒焊過程中飛濺顆粒的大小和數(shù)量。加入一定量的鐵粉，對于電弧的穩(wěn)定性、調節(jié)熔池的溫度都能起到一定的積極作用，少量的鐵粉不會使熔滴顆粒度減小，也不會改變熔滴過渡形態(tài)的類型。

2.研制焊條成果分析

（1）工藝性能：得到的鎳基焊條操作性好，抗氣孔能力好、脫渣性好、液態(tài)金屬和熔渣的鋪展性好、焊縫成形好等問題。

（2）用德國SPECTROLAB M9直讀光譜分析儀檢測熔敷金屬化學成分滿足標準。

（3）力學性能滿足標準AWS A5.11和GB/T13814-2008的要求：抗拉強度可達680MPa，伸長率可達30。

（4）使用著色探傷劑觀察裂紋情況，結果顯示試樣與國外同牌號焊條試樣相比較，裂紋情況差不多。

可以得出結論，該焊條的熔敷金屬成分，力學性能及抗開裂情況均較為理想。

3.結語

研制的鎳基焊條達到了技術指標要求，具有良好的工藝性能和優(yōu)異的力學性能，為鎳基焊材國產(chǎn)化帶來了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

【參考文獻】

[1]吳智武，王移山，李少華，李箕福.LNG儲罐用9NI鋼的焊接材料與工藝.

[2]吳偉，陳佩寅，張學剛，朱厚國，翟勝中，孫兆財.Ni690鎳基合金焊條的研制.

[3]陳維富，張克靜，黃義芳.新型鎳基焊條CHNiCrMo-3的研制.

[4]機械工業(yè)部編，焊接材料產(chǎn)品樣本，機械工業(yè)出版社，1997.