[发明专利]抗氢致裂纹高韧性超低氢钢电焊条

说明书

技术领域

本发明涉及焊接材料领域，特别是涉及一种抗氢致裂纹高韧性超低氢钢电焊条，为适用于石油化工设备焊接的低合金高强度钢电焊条。

背景技术

自从有炼油工业以来，由于湿硫化氢导致的生产或输送设备的破坏就频繁发生。目前的炼钢技术已经可以使设备母体拥有较高的氢致裂纹抗性，但焊接接头处往往是敏感部分，而硫化氢所产生的氢原子极易聚集在焊接缺陷处，随着压力增加，裂纹往往会在焊道处产生，导致整个设备破坏而发生爆炸事故。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种抗氢致裂纹高韧性超低氢钢电焊条，其具有优良的氢致裂纹抗性，全位置焊接性能优异、电弧稳定、无偏弧现象、飞溅小、脱渣容易。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种抗氢致裂纹高韧性超低氢钢电焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂敷于焊芯外壁，其特征在于：所述药皮占焊条总重量的重量系数为0.4-0.5，以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，所述焊芯由如下组分组成：

C：0.01～0.08％；

Si：0.01～0.05％；

Mn：0.30～0.55％；

Cr：0.005～0.20％；

Ni：0.005～0.20％；

P：0.001～0.006％；

S：0.001～0.005％；

Fe：余量；

以药皮总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮由如下组分组成：

碳酸钙：30～50％；

氟化钙：15～30％；

金红石：3～8％；

钛白粉：1～5％；

二氧化硅：2～10％；

电解锰：5～10％；

硅铁：2～5％；

钼铁：0.1～1.5％；

碳酸钠：1～2％。

按重量百分比计，本发明焊条形成的熔敷金属的化学成分如下：

C：0.05～0.09％；

Si：0.1～0.4％；

Mn：0.95～1.25％；

Mo：0.1～0.3％；

P：0.001～0.006％；

S：0.001～0.006％；

其余为Fe。

具体分析本发明中药皮各组分在焊条中各自发挥的性能如下：

焊条中碳酸钙的主要作用为造渣和造气，分解出来的CaO既可以稳弧，又有良好的脱硫能力。当碳酸钙含量较低时，药皮的造气和造渣能力下降，对焊缝的保护作用降低，造成焊缝力学性能下降；如果碳酸盐的含量过高，药皮造气量过大，电弧稳定性下降，飞溅增大，焊渣熔点升高，焊缝成型粗糙。本发明中碳酸钙总量控制在30～50％。

碳酸钾可以稳定电弧，降低飞溅，使熔滴细化，其含量在1～2％即可。

氟化钙可以降低熔渣的表面张力，提高焊渣流动性，使得焊缝成型美观，同时具有极强的除氢能力。氟化物含量低，使得焊缝成型不好，焊道脱渣困难，易出现氢气孔，氟化物含量过高，容易破坏电弧稳定性，使飞溅增加。本发明焊条中氟化物的含量为15～30％。

金红石的加入可以使焊接电弧稳定，熔池平静，使过渡熔滴细化，焊缝成形美观，熔渣覆盖好，但过量使用容易使机械性能严重下降，故其含量控制在2～10％。

二氧化硅作为造渣剂，可增加渣的活泼性，但过量使用会增加飞溅，其含量控制在2～10％。

钛白粉可以使药皮具有良好的塑性，改善焊条压涂工艺，但成本较高，故其含量控制在1～5％。

硅铁是一种脱氧剂，为保证脱氧效果，熔敷金属中Si含量应不小于0.1％。同时Si具有固溶强化作用，能提高熔敷金属的强度，但是会使冲击韧性下降，特别是当Si大于0.4％时，冲击韧性下降。

电解锰主要用于提高熔敷金属强度，同时也起到脱氧和脱硫的作用，但锰含量过高则焊道硬度上升，使得氢致裂纹的敏感性上升，故其含量控制在5～8％

钼能有效提高熔敷金属强度的元素，其特点是当Mo含量较低时，随着Mo含量的增加，冲击韧性下降幅度不大，当Mo含量增加到一定程度时，冲击韧性明显下降，因此钼粉的含量的合适范围应在0.1～1.5％。