本發明涉及焊接材料
技術領域：
，具體是一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條。
背景技術：
：目前全世界有400多座核電站，絕大多數為熱堆，而目前熱堆每年消耗鈾約8外噸，按現在的發展速度，已探明的鈾儲量還能使用50年左右，及時考慮到所謂補充儲量，最多可使用200年。而鈉冷快中子增殖堆可充分利用核燃料，比目前的熱堆對核燃料的利用率提高80倍，可實現核燃料的增殖拜托即將面臨的鈾資源日益枯竭的困境，可使鈾資源的可持續利用達3000年以上，同時大大縮短核廢料的無害化周期，而且可以大大提高核反應堆的安全性。因此，快堆在我國核能利用的戰略布局中占有十分重要的地位，國家正在穩步推進快堆工程。目前國內很少有廠家能生產可用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條。技術實現要素：本發明的目的在于針對新型核反應堆不銹鋼焊接材料需求，提供一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條，既滿足gb/t13814和awsa5.11/5.11m標準所要求的熔敷金屬成分及熔敷金屬力學性能，也滿足鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊接材料的使用要求，同時實現焊接時熔渣流動性好、電弧穩定、熔渣覆蓋均勻、飛濺小、脫渣性優良，焊縫光亮、成型美觀，焊道高度和焊縫浸潤角適中，焊條抗發紅能力強以及全方位操作性能好等目的。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條，由藥皮與焊芯組成；所述藥皮由以下按照質量百分比的原料組成：金紅石粉2～8％、螢石粉20～40％、長石1.5～4.5％、云母0～3％、鈦白粉1～2.5％、氟鋁酸鹽1.0～3.0％、電解錳0.5～3％、鈦酸鉀2～5％、海藻酸鹽1～3％、純堿0.3％～1.0％、金屬鉻2％～5％、鈮鐵2％～5％、鎳粉0％～1％、鈦鐵3％～8％、鐵粉5～10％、硅鐵2～5％，余量為大理石粉。作為本發明進一步的方案：所述焊芯由以下按照質量百分比的成分組成：c≤0.08％、mn≤2.0％、si≤0.15％、ni9.0％～11.0％、s≤0.005％、p≤0.005％、cr18.0％～21.0％、mo≤0.5％，余量為fe及不可避免的雜質。作為本發明進一步的方案：金紅石粉中tio2≥91％；大理石粉中caco3含量≥96％；螢石粉中caf2≥95％；長石中sio250～65％、al2o315％～25％、k2o≥12％；鈦白粉中tio2≥99％；云母中sio250～65％、al2o320％～35％、k2o≥7％；電解錳中mn≥99.5％；鐵粉中fe≥99.0％；硅鐵中si：40～50％；鈦鐵中ti≥70％；鈦酸鉀中tio2≥65％；氟鋁酸鹽為化學純；海藻酸鹽中k2o≥10％。作為本發明進一步的方案：將藥皮中各原料的粉料按質量百分比混合均勻后，加入所有原料總質量20～30％的鈉水玻璃或鉀水玻璃或鉀鈉水玻璃作粘結劑，攪拌混合均勻；然后送入壓條機內將其裹覆于焊芯上，再經低溫和高溫烘焙即成。作為本發明進一步的方案：焊條中藥皮的重量為焊條總重量的30～45％。作為本發明進一步的方案：粘結劑波美濃度為41.5°～42.5°。作為本發明進一步的方案：所述低溫烘焙的溫度為80～120℃，高溫烘焙的溫度為300～350℃。作為本發明進一步的方案：所述不銹鋼焊條焊接后熔敷金屬化學成分的重量百分比含量分別為：c≤0.08％、mn0.5～2.5％、si≤0.90％、s≤0.010％、p≤0.010％、nb：c％×8～1.0％、cr：18.0～21.0％、ni：9.0～11.0％、cu≤0.2％，余量為fe及不可避免的雜質。本發明藥皮原料中各成分的主要作用如下：金紅石：金紅石的主要作用是穩定電弧、造渣，調整熔渣的表面張力、粘度、流動性等物理性能，改善提高脫渣性能，改善焊縫成型，減少飛濺等作用；但是太多的金紅石易惡化熔敷金屬機械性能及抗裂性，因此金紅石在藥皮中的含量為2～8％。大理石：主要作用是造渣、造氣，穩定電弧，提高熔渣堿度，改善脫渣性能，并有較好的脫硫能力和間接脫磷效果，分解co2保護焊縫不被氧、氮化，減少焊縫金屬中的氫含量；大理石在藥皮中的含量為25～45％。鈮鐵：鈮在焊縫中可有效提高耐腐蝕性能，主要是作為合金劑加入，保證焊縫耐腐蝕性能。一般為2～5％。鈦白粉：主要作用是增塑劑，改善焊條的涂壓性，保證焊條的外觀質量，因涂壓需要和成本較高，不宜太多，用量在1～2.5％。螢石：適量的螢石可以降低液態金屬的表面張力，提高其流動性，使得焊縫成型美觀，降低焊縫氣孔敏感性，并能夠降低熔敷金屬的擴散氫含量。本發明的螢石含量的合適范圍是20～40％。電解錳：電解錳的加入主要是向焊縫中過度錳元素，提高焊縫金屬的強度和塑性，同時可以起到脫氧脫硫、加快焊接反應速度的作用；電解錳在藥皮中的含量為1～3％。鈦酸鉀：主要作用是改善焊條焊接工藝性能，還對改善焊條的壓涂性能和穩定焊接電弧有益。鈦酸鉀含量超過10％時，藥皮吸潮性增加，鈦酸鉀含量低于6％時，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為2.5～5％。氟鋁酸鹽：主要作用是改善焊條焊接工藝性能，還對穩定焊接電弧有益，但價格較貴。氟鋁酸鹽含量超過1.5％時，藥皮吸潮性增加，氟鋁酸鹽含量低于0.5％時，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為1.0～3.0％。海藻酸鹽：主要作用是穩弧劑和粘結劑，但太多會增加藥皮吸潮性，控制含量為1.5～3％。鈦鐵：主要作用是脫氧劑，提供焊縫抗氣孔能力，太多會導致焊縫增碳，因此含量控制在4～8％。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明不但具有良好的操作性能，在平、橫、立、仰、位置均具有良好的焊接工藝性，而且具有超純凈的熔敷金屬成分，同時在高溫環境中具有優異的力學性能。本發明不銹鋼焊條應用鈉冷快中子增殖堆焊接，也可用于化工、壓容等其他行業同類不銹鋼種的焊接。本發明具有以下優點：(1)較為合理的配方比例，具有良好的焊接工藝性能：電弧穩定性，熔池流動性好，熔渣渣殼覆蓋均勻；脫渣容易；焊縫成型平整，并具有良好的焊縫抗裂性。(2)該焊條焊后熔敷金屬的化學成分純度較高，性能穩定優越，完全符合國家標準gb/t983和美國標準awsa5.4以及鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊接材料要求。(3)該焊條的焊縫在很好的常溫及高溫力學性能，并且具有很好的室溫沖擊韌性。(4)該焊條具有良好的耐腐蝕性能，抗核輻射性能。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。以下實施例1-3中選擇直徑為φ4.0mm的焊芯。其具體化學成分見表1。表1本實施例焊條的焊芯具體化學成分對比(重量％，余量為fe及不可避免的雜質)實施例1-3中焊條的藥皮成分配比見表2。表2本實施例的焊條的制備是在常規的油壓型焊條壓涂機上壓制成不銹鋼焊條。不銹鋼焊條經100℃低溫烘干和300℃的高溫烘干后進行焊接試驗。不銹鋼焊條的熔敷金屬的化學成分均列入表3。表3為實施例1-3不銹鋼焊條的熔敷金屬化學成分(重量％)本實施例1-3的不銹鋼焊條熔敷金屬的力學性能及室溫沖擊性能如表4-5所示。表4表5室溫沖擊性能序號焊縫中心110521203118上述實施例試驗結果顯示本發明的用于鈉冷快中子增殖堆焊條擁有穩定的良好的拉伸強度和延伸率，以及沖擊韌性，完全可以滿足gb/t983-2012《不銹鋼焊條》中對e347以及awsa5.4《specificationforstainlesssteelweldingelectrodesforshieldedmetalarcwelding》對e347的要求，并經試驗驗證完全滿足鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊條焊接技術要求。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁12