CN103128462A - 含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，其特征是：由下述各组分的药粉材料混合均匀制成药皮，药皮各组分及重量比为：中碳锰铁9.8～11.5，大理石8～9，金红石6～7，还原钛铁矿45～48，长石7～8，云母4.5～5，白泥5.5～6.5，海泡石1.5～2，绢云母1.5～2，白土3～4，竹粉1～2，微晶纤维素1～2，镧0.4～0.5，氧化铈0.1～0.3。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钾钠水玻璃做粘结剂在螺旋式压涂机上将药粉压涂在直径为4mm的H08A焊芯上做成钛铁矿型焊条。优点是：该焊条和现有E4301型焊条相比，保持了原焊条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了50～54.4%，延伸率提高了20～25.1%，抗拉强度提高了3.3～6.3%，屈服强度提高了6.4～9.2%。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，具体是一种含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条。
背景技术
E4301焊条的药皮类型是钛铁矿型，焊接熔渣呈酸性。该种焊条焊接时电弧稳定，焊缝成形美观、熔渣覆盖度好，熔敷效率较高，对焊缝中的锈、油污等不敏感，主要用于焊接较重要的碳钢结构，如车辆、建筑结构以及重型机械。但E4301焊条由于采用酸性渣系，难以有效清除焊缝中的硫磷杂质，再加上药皮配方中有机物竹粉中的氢容易溶入焊缝，使焊缝增氢，冲击功降低，抗裂性能差，影响焊接质量。为此，焊接需要承受高冲击载荷的碳钢结构时，不得不选用价格是E4301焊条2～3倍的高韧性焊条，增加了生产成本。针对E4301焊条熔敷金属的冲击功低的问题，将作为“工业味精”的稀土应用到钛铁矿型焊条中，研制一种含稀土镧及氧化铈的钛铁矿型焊条，经查阅文献，还没有见到将稀土镧及氧化铈过渡到钛铁矿型焊条药皮中的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条，解决E4301（J423）焊条抗裂性能差的问题。和E4301型焊条相比性价比高。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，其特征是：由下述各组分的药粉材料混合均匀制成药皮，药皮各组分及重量比为：中碳锰铁9.8～11.5，大理石8～9，金红石6～7，还原钛铁矿45～48，长石7～8，云母4.5～5，白泥5.5～6.5，海泡石1.5～2，绢云母1.5～2，白土3～4，竹粉1～2，微晶纤维素1～2，镧0.4～0.5，氧化铈0.1～0.3。
优选的焊条药皮各组分及重量比为：中碳锰铁11，大理石8.6，金红石6.4，还原钛铁矿46，长石7.4，云母4.9，白泥6.1，海泡石1.8，绢云母1.8，白土3.7，竹粉1.4，微晶纤维素1.4，镧0.5，氧化铈0.1。
将上述组分的药粉材料混合均匀后用模数为2.9，浓度为37B′e的钾钠水玻璃做粘结剂，在螺旋式压涂机上将其压涂在直径为4mm的H08A焊芯上做成钛铁矿型电焊条，其制造工艺与普通钛铁矿型电焊条制造工艺相同。
本发明的优点是：该焊条和现有E4301型焊条相比，保持了原焊条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了50～54.4%，延伸率提高了20～25.1%，抗拉强度提高了3.3～6.3%，屈服强度提高了6.4～9.2%。当优选上述焊条药皮各组分及重量比时，冲击功提高了54.4%，延伸率提高了25.1%，抗拉强度提高了6.3%，屈服强度提高了9.2%，成本仅提高6.3%。
具体实施方式
下面结合对照例和本发明的实施例对本发明的方案及效果进行进一步的说明。
本发明选择镧、氧化铈，通过焊条药皮过渡稀土元素的方式，以改善熔敷金属的组织及力学性能。选用酸性渣系的目的是保持原焊条优良的工艺性能。
对照例：
以不加入镧、氧化铈的焊条，即Ｅ4301型焊条药皮配方为对照例。对照例的配方如表1所示。
表1对照例焊条药皮配方
本发明的实施例及试验结果：各实施例以表1中的焊条配方为基本配方，改变镧、氧化铈，中碳锰铁的重量比，其他组分重量比不变。
实施例1：
以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧重量比0.5、氧化铈重量比0.2、中碳锰铁重量比10.4（单位可用g或Kg等，根据生产焊条数量可同时扩大或缩小若干倍数）时，与对照例熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈不敏感，飞溅小，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是-20℃冲击功与断后伸长率有较大幅度的提高，结果如表2所示：
表2本发明实施例1与对照例熔敷金属力学性能比较
实施例2：
以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧重量比0.5、氧化铈重量比0.3、中碳锰铁重量比9.8时，与对照例熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，飞溅小，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是-20℃时冲击吸收功和断后伸长率有较大幅度的提高，结果如表3所示：
表3本发明实施例2与对照例熔敷金属力学性能比较
实施例3：
以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧重量比0.4、氧化铈重量比0.1、中碳锰铁重量比11.3时，与对照例熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，飞溅小，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是-20℃冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表4所示：
表4本发明实施例3与对照例熔敷金属力学性能比较
实施例4：
以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧重量比0.4、氧化铈重量比0.2、中碳锰铁重量比10.8时，与对照例熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，飞溅小，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是-20℃冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表5所示：
表5本发明实施例4与对照例熔敷金属力学性能比较
实施例5：
以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧重量比0.5、氧化铈重量比0.1、中碳锰铁重量比11时，与对照例熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，飞溅小，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观。而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表6所示：
表6本发明实施例5与对照例熔敷金属力学性能比较
从本项目的实施例中得知，当镧的重量比为0.5，氧化铈为0.1、中碳锰铁为11时，熔敷金属冲击功、断后伸长率、抗拉强度等综合力学性能最好。
选择加入镧、氧化铈、中碳锰铁的重量比应适当，否则会恶化熔敷金属的力学性能。当药皮中镧重量比为0.4～0.5，氧化铈重量比为0.1～0.3、中碳锰铁重量比为9.8～11.5时焊条的工艺性能和熔敷金属的力学性能较好。新型焊条的压制工艺和普通的E4301型焊条的压制工艺相同。加入稀土镧、氧化铈后，稀土容易与熔渣中的氧生成稀土氧化物，减少了FeO的生成，使脱渣容易；另外生成的轻稀土氧化物进入熔渣，未生成氧化物的轻稀土进入熔敷金属，使熔渣与熔敷金属的界面张力差大，也有利于脱渣。由于稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，可起脱氧、脱硫、脱磷及改变夹杂物形态作用；加入适量的镧、氧化铈能够细化熔敷金属的显微组织，从而显著提高了熔敷金属的冲击韧度、断后伸长率的同时，提高了抗拉强度及下屈服强度。
新型钛铁矿型焊条保持了原酸性焊条优良的焊接工艺性能，又具备了高冲击韧度，实施例5中，经计算焊条制造成本和对照例焊条相比提高了6.3%，但其-20℃冲击功却提高了54.4%，延伸率提高了25.1%，抗拉强度提高了6.3%，下屈服强度提高了9.2%。性价比高，因此该焊条具有良好的产业化前景。
Claims (2)
1.一种含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，其特征是：由下述各组分的药粉材料混合均匀制成药皮，药皮各组分及重量比为：中碳锰铁9.8～11.5，大理石8～9，金红石6～7，还原钛铁矿45～48，长石7～8，云母4.5～5，白泥5.5～6.5，海泡石1.5～2，绢云母1.5～2，白土3～4，竹粉1～2，微晶纤维素1～2，镧0.4～0.5，氧化铈0.1～0.3。
2.根据权利要求1所述的含镧、氧化铈的钛铁矿型电焊条，其特征在于，焊条药皮各组分及重量比为：中碳锰铁11，大理石8.6，金红石6.4，还原钛铁矿46，长石7.4，云母4.9，白泥6.1，海泡石1.8，绢云母1.8，白土3.7，竹粉1.4，微晶纤维素1.4，镧0.5，氧化铈0.1。
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Granted publication date: 20150520 |
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