CHH418焊條研制

黃義芳

摘 要：由于CHH418焊條具有工藝性能良好與全位置焊接性能良好的優(yōu)點，所以主要用于低合金鋼結(jié)構(gòu)的鋼焊條中。文章介紹了CHH418焊條的研制過程及結(jié)果。

關(guān)鍵詞：焊條；焊接熔敷金屬；熔敷金屬化學成分

1 概述

CHH418是主要用于焊接Cr2.5Mo類低合金鋼結(jié)構(gòu)的特殊耐熱鋼焊條，此焊條具有良好的工藝性能，全位置焊接性能良好，焊縫熔敷金屬具有高強度和良好的沖擊韌性，可用于550℃以下工作的高溫高壓管道、化工機械、石油裂化設備等。

2 CHH418焊條設計

2.1 主要技術(shù)指標

2.1.1熔敷金屬化學成

2.1.2 熔敷金屬力學性能（730℃×2h）

2.2 技術(shù)關(guān)鍵

2.2.1 焊接工藝性能

電弧穩(wěn)定性能，焊縫成型性能。

2.2.2 生產(chǎn)工藝適用性

壓涂中的藥皮強度問題，車間大量生產(chǎn)的藥皮粘連問題，以及烘焙過程中焊條開裂問題。

2.2.3 機械性能

抗拉強度，伸長率，常溫沖擊功。

3 CHH418焊條研制

3.1 焊芯的選擇

CHH418屬于低合金鋼焊條類，選用碳鋼絲H08A為焊芯，嚴格控制焊芯中S、P登雜質(zhì)元素的含量。

3.2 工藝性能

CHH418是鐵粉低氫型鉀型藥皮焊條，在藥皮的設計中，螢石、大理石和還原鐵粉的比例占整個藥粉體系的80%左右，調(diào)整這三者之間的比例，以得到良好的藥皮套筒及細小的溶滴過渡，提高其工藝性。加入一些硅酸鹽化合物和含鈦化合物，使焊接熔池規(guī)則，飛濺小，成型美觀，脫渣容易。在橫、立、仰焊時，由于金屬受重力影響較大，使得熔渣不易控制，成型困難，易產(chǎn)生裂紋、焊瘤、未焊透及夾渣等焊接缺陷。在角焊、坡口內(nèi)焊接時要求熔渣的流動性、浸潤性要適宜。改善全位置焊接性，除了通過操作手法和焊接規(guī)范的控制外，在配方設計時還應提高電弧穩(wěn)定性和增大電弧吹力可改善全位置焊接操作性。

3.3 生產(chǎn)工藝適應性

3.3.1 壓涂中的問題

該焊條使用3.1模數(shù)的鉀鈉水玻璃，藥粉中加入一定量的CMC和純堿，使焊條在壓涂中有足夠的粘性和滑性，是焊條能夠順利生產(chǎn)，但Na2CO3使用過多，會使焊條在車間大規(guī)模生產(chǎn)時焊條表面相互粘連，車間只有通過撒滑石粉防止粘連，影響焊條的外觀質(zhì)量。CMC也不宜使用過多，其成分是羧甲基纖維素鈉，分解溫度較低，焊條經(jīng)過高溫烘焙之后CMC分解，造成焊條藥皮的密度降低，藥皮強度變差。所以，Na2CO3和CMC比例要適當，使焊條壓涂性能良好且焊條的外觀質(zhì)量美觀。

3.3.2 烘焙過渡中焊條的開裂問題

適當增加藥皮的彈讓性和透氣性，有利于防止焊條在烘焙過程中的開裂問題，可適當調(diào)整藥皮的顆粒度，較多的還原鐵粉也利于增加藥皮的透氣性和彈讓性。另外，通過對升、降溫等烘焙過程中的參數(shù)控制，使焊條緩慢均勻地升、降溫，對改善烘焙過程中的開裂問題也十分有利。

3.4 焊條性能的研究

CHH418焊條的焊縫強度和韌性要求較高，常溫沖擊功要求大于或等于100J，為保證焊縫的機械性能，在焊條配方中，首先可以通過提高熔渣堿度，采用夾雜物少、含少量結(jié)晶水（或不含結(jié)晶水）的原材料，降低了焊縫擴散氫，減少了有害元素的夾雜，提高焊縫的機械性能；其次，可以通過向焊縫過渡適量合金元素，來提高焊縫的機械性能，這些合金元素對焊縫的機械性能影響如下：

錳和硅：錳硅元素一方面可使焊縫金屬充分脫氧，另一方面可提高焊縫的抗拉強度（屬于固溶強化），但對韌性的影響比較復雜。經(jīng)試驗表明，錳硅含量無論過多或過少，韌性均下降，所以，單純采用錳硅提高焊縫的韌性是有限的，因此，必須向焊縫中加入其它細化晶粒的合金元素才能進一步改善組織，提高焊縫的韌性。

碳：CHH418焊條焊縫中碳含量是0.05%-0.15%，隨著碳含量的增加，焊縫的強度和硬度增大，伸長率降低。另外，碳與鉻的親和力很大，可與鉻形成一系列的復雜碳化物如Cr23C6等，碳化物的形成多少和種類，取決于鋼中的鉻含量和碳含量。一般來講，碳含量越多，形成的碳化鉻就越多，強度會因C含量的增高而增大，同時，塑性降低，所以應嚴格控制C含量。

鉬：焊縫中加入少量的Mo不僅提高強度，同時也能改變韌性，另外，Mo的加入可提高鋼的耐熱性能，但當Mo含量太高時會使焊縫的韌性下降。CHH418焊條的含Mo量在0.8%-1.10%，所以應嚴格控制Mo的含量。如向焊縫中加入少量的Ti更能發(fā)揮Mo的有益作用，使組織的成分更加均勻一化，韌性顯著提高。

4 研制結(jié)果

4.1 工藝性能

經(jīng)檢測研制的CHH418電弧穩(wěn)定，飛濺小，脫渣良好，成型美觀，電弧力量適中，熔渣容易控制，適合全位置焊接，工藝性能優(yōu)良。

4.2 熔敷金屬化學成分典型值（%）（見表3）

4.3 熔敷金屬力學性能典型值（730℃X2小時回火處理）（見表4）

5 結(jié)束語

綜上所述，可以得到以下結(jié)論：（1）CHH418焊條工藝性能良好，全位置焊接性能良好。（2）CHH418焊條其化學成分符合設計要求，焊縫力學性能良好，常溫沖擊韌性好。