[发明专利]一种用于Inconel600合金的焊接材料

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于Inconel600合金的焊接材料。

背景技术

Inconel600是一种镍基合金，具有如下化学成分（质量百分比）：C≤0.15%，Cr 14.0～17.0%，Fe 6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Cu≤0.5%，Si≤0.5%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥72.0%。该合金具有优异的耐高温腐蚀、抗氧化和冷热加工性能，被广泛应用于钛白粉、化工、核电等领域。

合金应用离不开焊接，而焊缝质量是金属产品整体性能（如力学性能、抗腐蚀性能）的一个重要影响因素。若焊接材料选用不当或质量不佳，则焊缝将成为产品整体性能的“短板”。因此，配套的焊接材料被认为是合金研发领域的一个重要组成部分。

目前，用于Inconel600的焊接材料主要是ERNiCr-3，其化学成分为：C≤0.1%，Cr 18～22%，Fe≤3.0%，Mn 2.5～3.5%，Nb+Ta 2.0～3.0%，Ti≤0.75%，Si≤0.5%，Cu≤0.5%，S≤0.015%，P≤0.03%，Ni≥67.0%。针对Inconel600热裂纹敏感性强、液体流动性差的特点，该焊接材料焊接过程中可有效避免未熔合现象，焊缝气孔率低，且常温机械性能良好。但是应用中发现，ERNiCr-3作为Inconel600的焊接材料仍然存在不足，突出表现为焊缝高温力学性能不理想。这一缺陷使得Inconel600合金产品在高温应用环境下的稳定性和安全性存在隐患，从而限制了Inconel600合金产品在某些对力学性能有要求的高温环境下的应用。

考虑到Inconel600在实际应用中多处于高温环境，研发性能特别是高温力学性能更佳的配套焊接材料就显得尤为必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于Inconel600合金的焊接材料。由该焊接材料得到的焊缝不仅具有良好的表面形貌（不会出现裂纹、气孔、咬边等缺陷）和耐腐蚀性能，而且具有优异的常温和高温力学性能，能够极大地提升产品的质量和使用寿命。

本发明提供的一种用于Inconel600合金的焊接材料，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.07%，Cr 16.0～18.0%，Fe 6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Nb 1.5～3.0%，Si 0.6～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥70.0%。

优选地，本发明的焊接材料中，C≤0.05%，Cr 16.0～17.0%，Fe 7.0～8.0 %，Mn≤0.7%，Nb 2.0～2.5%，Si 0.8～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥72.0%。

更为优选地，本发明焊接材料中，C 0.03%，Cr 16.8%，Fe 7.2%，Mn 0.4%，Nb 2.45%，Si 0.85%，S 0.002%，P 0.002%，Ni余量。

本发明用于Inconel600合金的焊接材料可以以本领域常规的各种形式使用，例如：焊丝。由已知成分的焊接材料制备焊丝的工艺对于本领域技术人员而言是公知的。例如，可以经拉拔、校直和切断步骤制备焊丝。根据使用需要，焊丝可被制成各种尺寸。

本发明的目的还在于提供上述焊接材料在焊接Inconel600合金中的用途。

使用本发明的焊接材料进行Inconel600合金焊接时可采用已知的各种常规焊接工艺，包括但不限于熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护焊、自动焊等，其中优选采用无需预热和热处理的非熔化极气体保护焊（GTAW）工艺。

本发明的焊接材料和焊接工艺适用于各类样式的Inconel600合金材料，包括但不限于Inconel600线材、板材、管材等等。

相对于现有技术中用于Inconel600的已知焊接材料，本发明通过调整焊接材料中各成分的种类和比例，使得各组分之间能够发挥出更加优越的协同功能。该焊接材料焊接的焊缝不会出现裂纹、气孔、咬边等缺陷，且具有优异的耐腐蚀性能、常温和高温力学性能；相较于ERNiCr-3，它在高温力学性能方面表现出了明显优势。

 附图说明

图1是实施例1中焊接试样采用V型对接坡口的结构示意图；

图2是实施例2中焊接试样采用U型对接坡口的结构示意图。

 具体实施方式

以下将结合实施例以对本发明做进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1