本发明公开了一种铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：碳酸盐22～30重量份、氟化物19～25重量份、硅铁9～12重量份、金属铬3～5重量份、电解锰1.5～2.0重量份、铁粉10～20重量份、钼铁2.5～3.0重量份、石墨0.5‑0.6重量份、纯碱0.5‑1.0重量份、海藻酸钠1.0～1.5重量份、镁粉0.5‑1.0重量份、二氧化锆1‑2重量份和稀土0.5‑1.0重量份。与现有的相比，本发明提高了焊缝的抗回火脆性。
1.一种铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：碳酸盐22～30重量份
2.根据权利要求1所述的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，其特征在于：所述焊芯组成为C 0.10-0.14wt％、0﹤P≤0.006wt％、0﹤S≤.003wt％、Cr1.4-
1.6wt％、Mo0.5-0.6wt％、0﹤Cu≤0.05wt％、0﹤Ti≤0.08wt％、0﹤Al≤0.02wt％、0﹤As≤
0.003wt％、0﹤Sn≤0.004wt％、0﹤Sb≤0.004wt％，余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，其特征在于：所述焊芯组成为C 0.12wt％、P 0.005wt％、S 0.002wt％、Cr 1.6wt％、Mo 0.6wt％、Cu 0.020wt％、Ti0.018wt％、Al 0.008wt％、As 0.0007wt％、Sn 0.0005wt％、Sb
4.根据权利要求1所述的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，其特征在于：所述碳酸盐：氟化物：硅铁：金属铬：电解锰：铁粉：钼铁：石墨：纯碱：海藻酸钠：镁粉：二氧化锆：稀土重量比为30：25：9：5：2：20：3：0.5：0.5：1.5：1：1：1。
5.根据权利要求4所述的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，其特征在于：所述碳酸盐：CaCO3≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；氟化物：CaF2≥96％、SiO2≤3.0％、C≤0.08％、S≤0.03％、P≤
0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；硅铁：Si：42-47％、C≤0.50％、S≤0.020％、P≤0.040％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-200目≤
20％；金属铬：Cr：70-75％、C≤0.06％、S≤0.030％、P≤0.035％，颗粒度要求为：-30目
100％、-170目≤15％；电解锰：Mn≥99.5％、C≤0.08％、S≤0.10％、P≤0.010％、Se+Si+Fe≤0.310％,颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目：≤50％；铁粉：ΣFe≥97％、Si≤0.20％、C≤0.10％、S≤0.020％、P≤0.020％，松装密度3.0±0.10g/cm3，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目≤20％；钼铁：Mo：55-60％、Si≤1.0％、C≤0.20％、S≤0.10％、P≤0.080％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目≤50％；石墨：固定碳≥90.0％、S≤0.05％、失重率≤2.0％，颗粒度要求为：-200目：100％；纯碱：Na2CO3：≥
99％、NaCl≤0.7％，颗粒度要求为：-30目：100%、-40目≥98％；海藻酸钠：Na2O：9.5-
13.0％、P≤0.050％、灰分：20.0-30.0％，颗粒度要求为：-100目：100％；镁粉：活性镁≥
98.5％，Cl≤0.005％，H2O≤0.10％，盐酸不溶物≤0.2％，颗粒度：-60目：100％；二氧化锆：ZrO2≥99.5％，Fe2O3≤0.02％，Al2O3≤0.001％，颗粒度：-40目：100％；稀土：REO≥83％，CeO2/REO≥45％，水分≤0.5％，颗粒度：-30目：100％，-170目≤30％。
6.一种制作权利要求1-5任一权利要求所述的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条的方法，包括以下步骤：①将药皮粉料混合均匀后，加入浓度为41°的钾钠水玻璃250g搅拌混合均匀；
③88℃烘焙2小时、380℃烘焙1.5小时，即成。
7.一种铬钼临氢钢焊接方法，其特征在于：所述铬钼临氢钢焊接方法采用权利要求1-5任一权利要求所述的焊芯和药皮。
铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条
技术领域
[0001] 本发明属于焊接材料领域，特别涉及一种铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条及其制作方法。
背景技术
[0002] 近些年来，随着石化装置规模大型化和石化建设国产化进程的不断推进，大规模的石化建设工程给焊接技术的应用提供了大量的机遇。高效、优质、节能的新方法、新材料、新设备、新工艺等焊接新技术在施工现场得到了较好的应用，为我国石化工业的发展做出了显著的贡献。焊接作为石化设备重要部件的制造、安装、检修中的主要手段，焊接材料的优劣直接影响到石化设备的质量和性能。
[0003] 铬钼钢及其焊接接头在370～565℃温度区间长期运行过程中会发生渐进的脆变现象，具体表现为冲击韧性明显下降，这种现象称之为回火脆性。
[0004] 回火脆性主要发生在低合金结构钢中，而铬钼临氢钢在焊接过程中易产生回火脆性。
发明内容
[0005] 本发明的目的之一就在于提供一种提高了焊缝的抗回火脆性的铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条。
[0006] 技术方案是：一种铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条，由焊芯和包裹在该焊芯外表面上的药皮组成，该药皮由以下成分制成：
[0007] 碳酸盐 22～30重量份
[0008] 氟化物 19～25重量份
[0009] 硅铁 9～12重量份
[0010] 金属铬 3～5重量份
[0011] 电解锰 1.5～2.0重量份
[0012] 铁粉 10～20重量份
[0013] 钼铁 2.5～3.0重量份
[0014] 石墨 0.5-0.6重量份
[0015] 纯碱 0.5-1.0重量份
[0016] 海藻酸钠 1.0～1.5重量份
[0017] 镁粉 0.5-1.0重量份
[0018] 二氧化锆 1-2重量份，和
[0019] 稀土 0.5-1.0重量份。
[0020] 作为优选，所述焊芯组成为C 0.10-0.14wt％、0﹤P≤0.006wt％、0﹤S≤.003wt％、Cr1.4-1.6wt％、Mo0.5-0.6wt％、0﹤Cu≤0.05wt％、0﹤Ti≤0.08wt％、0﹤Al≤0.02wt％、0﹤As≤0.003wt％、0﹤Sn≤0.004wt％、0﹤Sb≤0.004wt％，余量为Fe。
[0021] 作为优选，所述焊芯组成为C 0.12wt％、P 0.005wt％、S 0.002wt％、Cr 1.6wt％、Mo 0.6wt％、Cu 0.020wt％、Ti0.018wt％、Al 0.008wt％、As 0.0007wt％、 Sn 0.0005wt％、Sb 0.0005wt％，余量为Fe。
[0022] 作为优选，所述碳酸盐：氟化物：硅铁：金属铬：电解锰：铁粉：钼铁：石墨：纯碱：海藻酸钠：镁粉：二氧化锆：稀土重量比为30：25：9：5：2：20：3：0.5：0.5：1.5：1：1：1。
[0023] 作为优选，所述碳酸盐：CaCO3≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；氟化物：CaF2≥96％、SiO2≤3.0％、C≤0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；硅铁：Si：42-47％、C≤0.50％、S≤0.020％、P≤0.040％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥
98％、-200目≤20％；金属铬：Cr：70-75％、C≤0.06％、S≤0.030％、P≤0.035％，颗粒度要求为：-30目100％、-170目≤15％；电解锰：Mn≥99.5％、C≤0.08％、S≤0.10％、P≤
0.010％、Se+Si+Fe≤0.310％,颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目：≤50％；
铁粉：ΣFe≥97％、Si≤0.20％、C≤0.10％、S≤0.020％、P≤0.020％，松装密度3.0±
0.10g/cm3，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目≤20％；钼铁：Mo：55-60％、Si≤1.0％、C≤0.20％、S≤0.10％、P≤0.080％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥
98％、-170目≤50％；石墨：固定碳≥90.0％、S≤0.05％、失重率≤2.0％，颗粒度要求为：-
200目：100％；纯碱：Na2CO3：≥99％、NaCl≤0.7％，颗粒度要求为：-30目：100%、-40目≥
98％；海藻酸钠：Na2O：9.5-13.0％、P≤0.050％、灰分：20.0-30.0％，颗粒度要求为：-100目：100％。镁粉：活性镁≥98.5％，Cl≤0.005％，H2O≤0.10％，盐酸不溶物≤0.2％，颗粒度：-60目：100％；二氧化锆：ZrO2≥99.5％，Fe2O3≤0.02％，Al2O3≤0.001％，颗粒度：-40目：
100％；稀土：REO≥83％，CeO2/REO≥45％，水分≤0.5％，颗粒度：-30目：100％，-170目≤
30％。
[0024] 本发明的目的之二在于提供一种铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条的制备方法。
[0025] 技术方案是：一种制作上述铬钼临氢钢用可全位置操作的低合金钢手工电焊条的方法，包括以下步骤：
[0026] ①将药皮粉料混合均匀后，加入浓度为41°的钾钠水玻璃250g搅拌混合均匀；
[0027] ②送入条压机内按常规方法将其裹覆于焊芯上；
[0028] ③88℃烘焙2小时、380℃烘焙1.5小时，即成。
[0029] 本发明的目的之三在于提供一种的铬钼临氢钢焊接方法。
[0030] 技术方案是：一种铬钼临氢钢焊接方法，所述铬钼临氢钢焊接方法采用上述的焊芯和药皮。
[0031] 发明原理：
[0032] 碳酸盐：焊条中使用碳酸盐，在电弧热的作用下分解成CaO和CO2是焊条制造中及常用的建渣造气材料，提高熔渣碱度，稳定电弧增大熔渣与金属界面张力和表面张力，改善脱渣，并有较好的脱S能力。
[0033] 氟化物：调整熔渣的熔点和粘度，增加溶者的流动性，改善熔渣的物理性能对焊缝成型、脱渣等起关键作用，也是降低焊缝中扩散氢的主要材料，但因氟的存在，会造成电弧不稳定，并产生有毒气体，比例控制在19～23％。
[0034] 硅铁：调整熔敷金属中Si元素的含量，对焊接工艺性能好处，但对力学性能有恶化，需控制其加入量，本发明中硅铁的加入量为9～12％，尽可能的控制在下限。
[0035] 金属铬：作为控制Cr含量的铁合金，同时在一定程度上对延伸率、强度有贡献。
[0036] 电解锰：加入可起到脱硫脱氧的作用，还可以向焊缝过渡锰元素，提高焊缝强度。根据熔敷金属成分要求，加入比例为1.5～2.0％。
[0037] 铁粉：加入可提高焊接的熔敷效率同时还能起到一定的稳定电弧的作用。
[0038] 钼铁：作为合金过渡元素添加，起补充焊缝中钼元素含量的作用，同时能够提升强度。
[0039] 加入海藻酸钠是为了保证生产、改善压涂性能，加入量为1.0～1.5％。
[0040] 镁粉(Mg)：焊条中起脱氧功能，脱氧能力较一般的合金强，加入一定量后能够有效的降低焊缝中的氧含量，过量后无明显区别，镁粉加入量控制在0.5～1.0％。
[0041] 二氧化锆(ZrO2)：调整熔渣的熔点和粘度，增加溶者的流动性，提高药皮抗发红性能，确保焊条前后工艺一致；辅助脱氧，同时能够降低焊缝中扩散氢的含量。
[0042] 稀土(REO)：对焊缝金属起着净化的作用，能够显著改善焊缝金属组织、细化晶粒、增加铁素体含量，减少M-A组元，改变夹杂物形态、大小和分布，在铬钼临氢钢中能够有效的提高焊缝金属低温冲击韧性，同时对焊缝的脱渣性能有益。
[0043] 有益效果：
[0044] 本发明通过降低X系数、J系数和焊缝中的氧(O)含量，加入一定量的减轻回火脆性的合金元素(如Nb、V、Ti等)及专用焊芯，提高了焊缝的抗回火脆性。
附图说明
[0045] 图1是本发明分步冷却回火脆性处理程序(即SC工艺)。
具体实施方式
[0046] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0047] 实施例1
[0048] 取药皮各成分粉料：碳酸盐：300g、氟化物：250g、硅铁：90g、金属铬：50g、电解锰：20g、铁粉：200g、钼铁：30g、石墨：5g、纯碱5g、海藻酸钠15g，镁粉10g、二氧化锆10g、稀土
10g。
[0049] 将上述粉料混合均匀后，加入浓度为41°的钾钠水玻璃250g搅拌混合均匀，送入条压机内按常规方法将其裹覆于焊芯(焊芯约为3000g)上，再经低温88℃烘焙2小时、高温380℃烘焙1.5小时，即成。
[0050] 本实施例焊芯(H0Cr3Mo)化学成分如下表一
[0051] 表一 焊芯化学成分 wt,％
[0052]C P S Cr Mo Cu Ti Al As Sn Sb
0.12 0.005 0.002 1.6 0.6 0.020 0.018 0.008 0.0007 0.0005 0.0005 [0053] 余量为Fe
[0054] 根据以往同类焊条生产经验，将本实施例按焊芯7：药皮3的比例所生产制造的铬钼临氢钢焊条进行回火脆性试验。
[0055] 回火脆性试验评价及方法如下：
[0056] (1)回火脆性评价系数。
[0057] (2)回火脆化倾向性评定试验即阶梯冷却试验或称分步冷却试验简称步冷试验(S.C)。步冷试验能使一些未脆化的材料在短时间内达到一定的脆化程度，因而在工程上和科学研究上得到广泛的应用。为加速测定钢材及焊缝金属对回火脆性的敏感性，通常采用分步冷却试验法。根据实际生产需要，将试件加热到规定的温度后，分段逐步冷却。温度每降一级，保温更长时间，如图1。
[0058] 本实施例X系数(10P+5Sb+4Sn+As)×10-2＝8(要求≤15)和J系数(Mn+Si)×(P+Sn)×104＝75(要求≤120)均比用户要求低。(2)焊缝经690℃±14℃×8h和690℃±14℃×32h后，各项力学性能指标优良，-30℃冲击功达到140J以上。
[0059] 本实施例所得的铬钼临氢钢焊条通过S.C后抗回火脆性VTr54+2.5△VTr54＝-10℃，抗回火脆性值远小于技术要求≤10℃。
[0060] 本实施例中，各物质原材料要求如下：
[0061] 碳酸盐：CaCO3≥96％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；氟化物：CaF2≥96％、SiO2≤3.0％、C≤0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目：≥97％、-170目：≤70％；硅铁：Si：42-47％、C≤0.50％、S≤0.020％、P≤0.040％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-200目≤
20％；金属铬：Cr：70-75％、C≤0.06％、S≤0.030％、P≤0.035％，颗粒度要求为：-30目
100％、-170目≤15％；电解锰：Mn≥99.5％、C≤0.08％、S≤0.10％、P≤0.010％、Se+Si+Fe≤0.310％,颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目：≤50％；铁粉：ΣFe≥97％、Si≤0.20％、C≤0.10％、S≤0.020％、P≤0.020％，松装密度3.0±0.10g/cm3，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目≤20％；钼铁：Mo：55-60％、Si≤1.0％、C≤0.20％、S≤0.10％、P≤0.080％，颗粒度要求为：-30目：100％、-40目≥98％、-170目≤50％；石墨：固定碳≥90.0％、S≤0.05％、失重率≤2.0％，颗粒度要求为：-200目：100％；纯碱：Na2CO3：≥
99％、NaCl≤0.7％，颗粒度要求为：-30目：100%、-40目≥98％；海藻酸钠：Na2O：9.5-
13.0％、P≤0.050％、灰分：20.0-30.0％，颗粒度要求为：-100目：100％。镁粉：活性镁≥
98.5％，Cl≤0.005％，H2O≤0.10％，盐酸不溶物≤0.2％，颗粒度：-60目：100％；二氧化锆：
ZrO2≥99.5％，Fe2O3≤0.02％，Al2O3≤0.001％，颗粒度：-40目：100％；稀土：REO≥83％，CeO2/REO≥45％，水分≤0.5％，颗粒度：-30目：100％，-170目≤30％。
