專利名稱：一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲的制作方法
一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提出了一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲，該焊絲 屬于焊接不銹鋼材料領(lǐng)域，特別涉及一種核電機組材料經(jīng)高溫?zé)崽幚砗罂估瓘姸纫廊荒?滿足核電產(chǎn)品技術(shù)要求的不銹鋼埋弧焊焊絲。
背景技術(shù)：
EPR型核電機組制造時對焊接技術(shù)提出了許多新要求，例如，核二級設(shè)備使用 的不銹鋼大型容器封頭用Z2 CN 19-10抗氮不銹鋼制造，因鋼板尺寸不夠，需要采用拼焊 工藝，其焊接方法為埋弧焊。試驗表明，這類鋼材焊接接頭最薄弱的部位是焊縫金屬， 即熔敷金屬，因此本發(fā)明主要研究和觀注的是熔敷金屬。
設(shè)計要求拼焊封頭熱處理后的熔敷金屬的力學(xué)性能為Rm 520-670Mpa、 Rp02≥210Mpa、 A5≥30%。焊接材料為ER308L焊絲+配套焊劑，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)分別是中國 標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17854中的H00Cr21Nil0焊絲、美國標(biāo)準(zhǔn)AWS 5.9中的ER308L焊絲和法國標(biāo) 準(zhǔn)RCCM S2940中的ER308L焊絲。上述三種焊絲的化學(xué)成分基本一致，其共同特點是 對氮元素含量不限制。還采用一種作為本發(fā)明焊絲對比例的一種焊絲，該對比例的不銹 鋼焊絲的化學(xué)成分及百分比含量與力學(xué)性均與上述三種焊絲大致一致，然而，不同的是 該對比例焊絲標(biāo)出了氮元素百分比含量。
該對比列焊絲焊接試驗表明，其熔敷金屬熱處理后抗拉強度為480Mpa，不能滿 足上述EPR型核電機組對焊接提出的技術(shù)要求。發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中現(xiàn)有的不銹鋼埋弧焊焊絲不能滿足EPR核電機組抗拉強度 的技術(shù)要求，本發(fā)明提出了一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲，該 新型焊絲形成的熔敷金屬經(jīng)熱處理后的各項指標(biāo)，尤其是抗拉強度能滿足EPR核電站機 組的相關(guān)技術(shù)要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
1、一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲，其特征在于，該焊 絲的組化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比含量為
C≤0.025, Si≤0.60, Mn 1.00-2.50, S≤0.02, P≤0.02, Cr 19.00-22.00、Ni 9.00-11.00、Mo≤0.50, Co≤0.20, N 0.07-0.20，其余為 Fe。
2、上述的不銹鋼埋弧焊焊絲氮元素質(zhì)量百分比含量為0.07-0.20，含有這種范圍 的氮元素焊絲是熱處理后熔敷金屬抗拉強度提高的主要因素。
正如背景技術(shù)已指出的，原有三個標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼焊絲，化學(xué)成分基本一致，其 共同特點是對氮元素含量不限制?，F(xiàn)有308L焊絲含氮量大多數(shù)小于0.05%，其焊后熱處 理后的抗拉強度不足520MRI，不能滿足EPR核電機組的技術(shù)要求，而本發(fā)明的焊絲，由 于其焊絲中含有較高的0.07-0.20%氮元素含量，因而其熱處理后的熔敷金屬的抗拉強度明顯提高，可達(dá)550-575Mpa，能夠滿足核電機組的技術(shù)要求。
熔敷金屬的抗拉強度的主要因素是本發(fā)明的焊絲中氮元素量明顯提高，其百分 比含量應(yīng)當(dāng)控制為0.07-0.20。當(dāng)焊絲中的氮含量低于0.07%，例如對比例的焊絲氮含量 是為0.03%，才造成熔敷金屬的抗拉強度為490Mpa，小于技術(shù)要求的Am 620Mpa，而過 高的含氮量，例如超過0.20，也不能達(dá)到要求的熔敷金屬的抗拉強度，當(dāng)焊絲中含氮量 過高時，在焊接過程中氣態(tài)氮來不及排出，易形成氣孔或針狀氣孔等焊接缺陷，另外， 氮含量過高還能造成鐵素體含量不足而引起焊接熱裂紋。
本發(fā)明的焊絲與背景技術(shù)中已有用于核電機組的焊絲相比，由于本發(fā)明的焊絲 氮元素百分比含量明顯增加，因此提高了其熔敷金屬的抗拉強度，使得能夠滿足要求的 各項指標(biāo)。
具體實施方式
為了更好地說明本發(fā)明焊絲的優(yōu)點，采用一個對比例和兩個發(fā)明例做對比試 驗，該對比例焊絲的化學(xué)成分和機械性能與現(xiàn)有的用于核電機組的三種焊絲基本一致， 而兩個發(fā)明例的焊絲則能滿足本發(fā)明規(guī)定的化學(xué)成分和相應(yīng)的力學(xué)性能。
試驗用3種焊絲的直徑均為4mm，配套焊劑為SJ601H燒結(jié)焊劑。焊接工藝參 數(shù)為焊接電流550A，電弧電壓30V，焊接速度580mm/mte，層間溫度《110°C。分別 測量了熱處理后熔敷金屬力學(xué)性能和耐腐蝕性能。熱處理工藝為加熱溫度1080°C、保 溫時間200分鐘、水冷。腐蝕試驗按照GB 4334的要求進行，3種熔敷金屬均無晶間腐 蝕傾向。按照Delong圖法計算了 3種熔敷金屬的鐵素體含量FN。
表1為三種焊絲的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比含量，
表2為三種焊絲焊后熱處理后熔敷金屬的力學(xué)性能和鐵素體含量
表1三種焊絲的化學(xué)組成分及其質(zhì)量百分比含量
權(quán)利要求
1.一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲，其特征在于，該焊絲的 化學(xué)組成分及其質(zhì)量百分比含量為C<0.025, Si<0.60, Mn 1.00-2.50、S<0.02, P<0.02, Cr: 19.00-22.00、Ni: 9.00-11.00、Mo<0.50, Co<0.20, N 0.07-0.20，其余為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼埋弧焊焊絲，其特征在于，該焊絲氮元素質(zhì)量百分比 含量為0.07-0.20，含有這種范圍的氮元素焊絲是熱處理后熔敷金屬抗拉強度提高的主要 因素。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種新型的提高熱處理后抗拉強度的不銹鋼埋弧焊焊絲屬于埋弧焊不銹鋼焊絲技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提出的不銹鋼焊絲的化學(xué)組成分及質(zhì)量百分比含量如下C≤0.025、Si≤0.60、Mn1.00-2.50、S≤0.02、P≤0.02、Cr19.00-22.00、Ni9.00-11.00、Mo≤0.50、Co≤0.20、N 0.07-0.20，其余為Fe；該焊絲要解決反應(yīng)堆封頭拼焊熱處理后熔敷金屬抗拉強度不符合設(shè)計要求的技術(shù)問題。本發(fā)明的焊絲主要用于EPR核電機組的封頭材料拼焊和其它材料的焊接。
文檔編號B23K35/30GK102019517SQ20101059587
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者廖永平, 張學(xué)剛, 徐鍇, 鄒力維, 鄭慶銘, 陳佩寅, 陳波 申請人:哈爾濱威爾焊接有限責(zé)任公司