[发明专利]氩弧打底焊用镍基焊棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氩弧打底焊用镍基焊棒及其制备方法，氩弧打底焊用镍基焊棒包括由纯镍或镍基合金制成的焊芯和包裹在焊芯外的药皮；其中，所述药皮的化学成分及各化学成分的重量百分比如下；TiO₂：15‑30%；CaCO₃：10‑15%；CaF₂：5‑10%；SiO₂：3‑9%；Al₂O₃：1‑5%；水玻璃：5‑20%；Nb：0‑5%；MnO：0‑5%；Ni：0‑50%；Cr：5‑30%；Mo：0‑15%；Fe：0‑25%；Co：0‑15%；以上化学成分的重量百分比总计100%。它具有极佳的焊渣及焊缝熔敷金属高温流动性，熔渣背面保护好，无氧化，焊缝正面与背面成型美观；背面无需充氩即可达到单面焊双面成形效果，减少焊前准备工作以及充氩所需费用，可以提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种氩弧打底焊用镍基焊棒及其制备方法。

背景技术

目前，镍基合金管因其优异的高温力学性能、抗高温腐蚀能力，广泛的应用于核电、海洋采油、造船冶金等行业中。例如：镍基625合金管，其具有优异的耐腐蚀性及壁温在﹣196～450℃的压力容器的制造认证。一方面，镍基合金管的焊接通常由打底焊、填充焊和盖面焊三部分组成，镍基合金在打底焊接时背部容易被氧化产生缺陷，因此打底焊是镍基合金管焊接中最关键的一环；另一方面，我国为贫镍国家，镍基管道的采购非常困难，需要大量进口且价格非常昂贵，加上又是进口材料，没有施工余量，因此，镍基合金管的焊接必须保证100％一次合格。

目前，镍基合金管在焊接过程中普遍采用钨极氩弧焊(TIG)打底加背面充氩工艺。然而，该工艺会存在以下问题：一方面，氩气背面保护需要多个步骤来检测质量，步骤繁琐，焊接工时长；另一方面，存在氩气消耗量大、价格昂贵，管内的空气置换不彻底时极易导致焊缝背面氧化、焊接质量不稳定及充氩在某些特殊环境下实施困难等问题，尤其对于大管径镍基合金管。

公开号为CN 105522296A的中国专利公开了“一种背面不充氩的单面焊双面成型氩弧打底焊的镍基625焊丝”，其中描述到的具体方法为以625镍带或纯镍带为外皮，用轧辊轧制成U型槽，再将混合药粉填充到钢带内，进行逐道拉拔，最终得到直径为1.6、2.0、2.4mm的焊丝。一方面，所述镍基焊丝与本发明所述镍基焊棒制造方法及工艺不同，药粉组分及重量百分比也不同；另一方面，其仅适用于镍基625合金，不能适用于其它镍基合金(如镍基617、718、825合金等)，适用范围比较局限。

公开号为CN 108526662 A的中国专利公开了“一种大口径镍基复合管X坡口免背面充氩焊接方法”，其中披露了一种将镍基复合管加工成X坡口，利用碳钢焊材焊接基层，再利用镍基焊材焊接过渡层和复层的方法，焊接过程无需背面保护。但是，其是利用碳钢焊材焊接基层，再利用镍基焊材焊接过渡层和复层，此种方法对于镍基合金管坡口进行了限定，且针对无法用碳钢焊材焊接基层的工况并不适用。

公开号为CN 1491771A的中国专利公开了一种“不锈钢管背面无保护实芯焊丝打底焊接技术”其通过调整多元混合气体He+Ar+CO₂含量，达到背面免充气体进行焊接的目的。其技术手段主要是通过调整正面保护混合气体含量，这种方法不能适于镍基合金管的焊接上，相比不锈钢管，镍基合金管的焊接条件更加苛刻，对镍基焊材的要求也更高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种氩弧打底焊用镍基焊棒，它具有极佳的焊渣及焊缝熔敷金属高温流动性，熔渣背面保护好，无氧化，焊缝正面与背面成型美观；背面无需充氩即可达到单面焊双面成形效果，减少焊前准备工作以及充氩所需费用，可以提高生产效率，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种氩弧打底焊用镍基焊棒，它包括由纯镍或镍基合金制成的焊芯和包裹在焊芯外的药皮；其中，

所述药皮的化学成分及各化学成分的重量百分比如下；