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點，所以主要用于低合金鋼結構的鋼焊條中。文章介紹了CHH418焊條的研制過程及結果。

關鍵詞：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類低合金鋼結構的特殊耐熱鋼焊條，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 技術關鍵

2.2.1 焊接工藝性能

電弧穩定性能，焊縫成型性能。

2.2.2 生產工藝適用性

壓涂中的藥皮強度問題，車間大量生產的藥皮粘連問題，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，易產生裂紋、焊瘤、未焊透及夾渣等焊接缺陷。在角焊、坡口內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范的控制外，在配方設計時還應提高電弧穩定性和增大電弧吹力可改善全位置焊接操作性。

3.3 生產工藝適應性

3.3.1 壓涂中的問題

該焊條使用3.1模數的鉀鈉水玻璃，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，但Na2CO3使用過多，會使焊條在車間大規模生產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、含少量結晶水（或不含結晶水）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 研制結果

4.1 工藝性能

經檢測研制的CHH418電弧穩定，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 結束語

綜上所述，可以得到以下結論：（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。