CHH418焊条研制

黄义芳

摘 要：由于CHH418焊条具有工艺性能良好与全位置焊接性能良好的优点，所以主要用于低合金钢结构的钢焊条中。文章介绍了CHH418焊条的研制过程及结果。

关键词：焊条；焊接熔敷金属；熔敷金属化学成分

1 概述

CHH418是主要用于焊接Cr2.5Mo类低合金钢结构的特殊耐热钢焊条，此焊条具有良好的工艺性能，全位置焊接性能良好，焊缝熔敷金属具有高强度和良好的冲击韧性，可用于550℃以下工作的高温高压管道、化工机械、石油裂化设备等。

2 CHH418焊条设计

2.1 主要技术指标

2.1.1熔敷金属化学成

2.1.2 熔敷金属力学性能（730℃×2h）

2.2 技术关键

2.2.1 焊接工艺性能

电弧稳定性能，焊缝成型性能。

2.2.2 生产工艺适用性

压涂中的药皮强度问题，车间大量生产的药皮粘连问题，以及烘焙过程中焊条开裂问题。

2.2.3 机械性能

抗拉强度，伸长率，常温冲击功。

3 CHH418焊条研制

3.1 焊芯的选择

CHH418属于低合金钢焊条类，选用碳钢丝H08A为焊芯，严格控制焊芯中S、P登杂质元素的含量。

3.2 工艺性能

CHH418是铁粉低氢型钾型药皮焊条，在药皮的设计中，萤石、大理石和还原铁粉的比例占整个药粉体系的80%左右，调整这三者之间的比例，以得到良好的药皮套筒及细小的溶滴过渡，提高其工艺性。加入一些硅酸盐化合物和含钛化合物，使焊接熔池规则，飞溅小，成型美观，脱渣容易。在横、立、仰焊时，由于金属受重力影响较大，使得熔渣不易控制，成型困难，易产生裂纹、焊瘤、未焊透及夹渣等焊接缺陷。在角焊、坡口内焊接时要求熔渣的流动性、浸润性要适宜。改善全位置焊接性，除了通过操作手法和焊接规范的控制外，在配方设计时还应提高电弧稳定性和增大电弧吹力可改善全位置焊接操作性。

3.3 生产工艺适应性

3.3.1 压涂中的问题

该焊条使用3.1模数的钾钠水玻璃，药粉中加入一定量的CMC和纯碱，使焊条在压涂中有足够的粘性和滑性，是焊条能够顺利生产，但Na2CO3使用过多，会使焊条在车间大规模生产时焊条表面相互粘连，车间只有通过撒滑石粉防止粘连，影响焊条的外观质量。CMC也不宜使用过多，其成分是羧甲基纤维素钠，分解温度较低，焊条经过高温烘焙之后CMC分解，造成焊条药皮的密度降低，药皮强度变差。所以，Na2CO3和CMC比例要适当，使焊条压涂性能良好且焊条的外观质量美观。

3.3.2 烘焙过渡中焊条的开裂问题

适当增加药皮的弹让性和透气性，有利于防止焊条在烘焙过程中的开裂问题，可适当调整药皮的颗粒度，较多的还原铁粉也利于增加药皮的透气性和弹让性。另外，通过对升、降温等烘焙过程中的参数控制，使焊条缓慢均匀地升、降温，对改善烘焙过程中的开裂问题也十分有利。

3.4 焊条性能的研究

CHH418焊条的焊缝强度和韧性要求较高，常温冲击功要求大于或等于100J，为保证焊缝的机械性能，在焊条配方中，首先可以通过提高熔渣碱度，采用夹杂物少、含少量结晶水（或不含结晶水）的原材料，降低了焊缝扩散氢，减少了有害元素的夹杂，提高焊缝的机械性能；其次，可以通过向焊缝过渡适量合金元素，来提高焊缝的机械性能，这些合金元素对焊缝的机械性能影响如下：

锰和硅：锰硅元素一方面可使焊缝金属充分脱氧，另一方面可提高焊缝的抗拉强度（属于固溶强化），但对韧性的影响比较复杂。经试验表明，锰硅含量无论过多或过少，韧性均下降，所以，单纯采用锰硅提高焊缝的韧性是有限的，因此，必须向焊缝中加入其它细化晶粒的合金元素才能进一步改善组织，提高焊缝的韧性。

碳：CHH418焊条焊缝中碳含量是0.05%-0.15%，随着碳含量的增加，焊缝的强度和硬度增大，伸长率降低。另外，碳与铬的亲和力很大，可与铬形成一系列的复杂碳化物如Cr23C6等，碳化物的形成多少和种类，取决于钢中的铬含量和碳含量。一般来讲，碳含量越多，形成的碳化铬就越多，强度会因C含量的增高而增大，同时，塑性降低，所以应严格控制C含量。

钼：焊缝中加入少量的Mo不仅提高强度，同时也能改变韧性，另外，Mo的加入可提高钢的耐热性能，但当Mo含量太高时会使焊缝的韧性下降。CHH418焊条的含Mo量在0.8%-1.10%，所以应严格控制Mo的含量。如向焊缝中加入少量的Ti更能发挥Mo的有益作用，使组织的成分更加均匀一化，韧性显著提高。

4 研制结果

4.1 工艺性能

经检测研制的CHH418电弧稳定，飞溅小，脱渣良好，成型美观，电弧力量适中，熔渣容易控制，适合全位置焊接，工艺性能优良。

4.2 熔敷金属化学成分典型值（%）（见表3）

4.3 熔敷金属力学性能典型值（730℃X2小时回火处理）（见表4）

5 结束语

综上所述，可以得到以下结论：（1）CHH418焊条工艺性能良好，全位置焊接性能良好。（2）CHH418焊条其化学成分符合设计要求，焊缝力学性能良好，常温冲击韧性好。