CN104400245B - 一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，由焊芯和药皮两部分组成，所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：30‑40％，大理石：10～15％，萤石：3～5％，石英：1～2％，长石：5～10％，云母：1～2％，钛铁：3～5％，金属锰：2～4％，金属铬：20～30％，金属镍：5～15％。利用本发明制备的不锈钢焊条，焊条的抗发红性及焊接工艺性能良好，直径Ф4.0的焊条可采用比常规不锈钢焊条高40％的电流进行焊接，提高了焊接效率。在大电流进行焊接时，焊条尾部不易发红、药皮不开裂，节省了焊条的用量，焊条熔化速度均匀，焊缝成型美观，脱渣性能良好，改善了不锈钢焊条大电流焊接时的工艺性能。

Description

一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条
技术领域
本发明涉及焊接材料领域，尤其涉及一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条。
背景技术
传统的不锈钢焊条一般采用与熔敷金属化学成分相近的不锈钢丝作为焊芯，外面涂敷药皮，而这种不锈钢焊条在施焊过程中当熔化至整根焊条长度的2/3时，焊条尾部会发红、药皮开裂，同时熔化速度增快，焊接工艺变差，飞溅增大，导致焊缝成形恶化、脱渣困难。这是由于铬镍不锈钢焊芯的电阻率比碳钢焊芯大6～7倍，而导热性又仅为碳钢的1/3，且线膨胀系数大，在焊接过程中，强烈的电阻热致使施焊时焊条端部熔化，在高电阻热和低导热性双重因素作用下，焊芯温度急剧升高，致使焊条药皮受热过高，又由于不锈钢焊芯较大的线膨胀系数，焊接时焊条药皮容易开裂，从而使焊条的焊接工艺性能严重恶化，剩余1/3焊条基本不能使用，浪费很大，而当焊接电流逐渐增大时，焊条药皮开裂及焊接工艺性能恶化的情况更为严重，因此为保证焊条的焊接工艺性能，传统不锈钢焊条尽量采用较小的焊接电流进行焊接，不能进行大电流焊接，直径Ф4.0的焊条一般采用100-160A的焊接电流进行焊接。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种采用碳钢盘条作为焊芯，通过在焊条药皮中添加金属元素及配方控制，使焊缝金属达到不锈钢的成分及性能，且大电流焊接时仍然具有优良的抗发红性能及良好的焊接工艺性能的焊条。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，由焊芯和药皮两部分组成，所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：30-40％，大理石：10～15％，萤石：3～5％，石英：1～2％，长石：5～10％，云母：1～2％，钛铁：3～5％，金属锰：2～4％，金属铬：20～30％，金属镍：5～15％。其中金属元素的加入量按照所需熔敷金属中Cr、Ni的含量要求进行调整
优选的，所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：30％，大理石：15％，萤石：3％，石英：1％，长石：5％，云母：1％，钛铁：3％，金属锰：2％，金属铬：30％，金属镍：10％。
优选的，所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：35％，大理石：12％，萤石：4％，石英：2％，长石：8％，云母：1％，钛铁：5％，金属锰：2％，金属铬：25％，金属镍：6％。
优选的，所述焊芯为碳钢盘条。
优选的，所述碳钢盘条为H08A盘条，且焊芯的成分标准参照国家标准GB/T 3429-2002。
本发明的配方分析：
由于本焊条采用碳钢盘条作为焊芯，需要在焊条药皮中添加大量的铬、镍，以保证熔敷金属成分，而控制焊接工艺的其他原材料比例就相应减少，这就增大了焊条配方调配的难度，为保证焊条的良好焊接工艺性能，本发明焊条采用TiO2-SiO2-CaO为主的渣系类型。
药皮中的TiO2含量通过金红石的加入量进行控制，金红石具有稳定焊接电弧，保持熔池稳定，细化熔滴，使焊缝成型美观，熔渣覆盖好的作用，但过量使用焊缝易裂，本发明焊条将金红石含量定为30-40％。
长石中含有大量的SiO2，且含有低电离电位的钾、钠物质，SiO2具有提高电弧电压和改善熔滴过渡形态的作用，低电离电位的钾、钠具有稳定电弧的作用。而加入石英可使熔滴细化，提高焊条的熔化速度，但单纯在配方中采用石英，对焊缝有较大的增硅倾向，所以石英与长石配合使用，提高电弧电压，使熔滴细化，减弱焊条药皮发红现象。
大理石的主要作用为造气、造渣，高温分解产生的大量气体保证了焊接时的电弧吹力。分解时产生的CO2，可以保护焊缝不被氧化、氮化，但大理石过多时，增加药粉熔点，减慢焊接速度，使焊缝成形粗糙，且熔滴点高使渣粘度增加，易使焊缝产生气孔。
萤石的主要成分为CaF2，在焊接过程中萤石中的F易于H结合成HF而挥发，从而可以提高焊条的抗气孔性能。
云母富于弹性，有利于焊条压涂生产，可增加药皮透气性能，对药皮开裂及发红有防止作用，但过多的云母可使药皮疏松，表皮质量差，所以配方中加入少量云母提高焊条的压涂性能及抗发红性。
以上技术方案中，焊条药皮所用原材料均自市面购得。
本发明具有的优点和积极效果是：利用本发明制备的不锈钢焊条，与传统不锈钢焊条相比，焊条的抗发红性及焊接工艺性能良好，直径Ф4.0的焊条可采用比常规不锈钢焊条高40％的电流进行焊接，即可用220A的电流进行焊接，大大提高了焊接效率。在大电流进行焊接时，焊条尾部不易发红、药皮不开裂，节省了焊条的用量，焊条熔化速度均匀，飞溅小，焊缝成型美观，脱渣性能良好，改善了不锈钢焊条大电流焊接时的工艺性能。
具体实施方式
为了理解本发明，下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，焊芯采用碳钢H08A盘条作为焊芯，焊芯的成分标准参照国家标准GB/T 3429-2002。焊条药皮配方的重量百分比为：金红石：30％，大理石：15％，萤石：3％，石英：1％，长石：5％，云母：1％，钛铁：3％，金属锰：2％，金属铬：30％，金属镍：10％。
将以上原料按照焊条的公知制备方法制成焊条成品，对该焊条进行化学成分检测及焊接工艺性能评定，焊条熔敷金属化学成分满足GB/T 983-2012《不锈钢焊条》标准要求，直径Ф4.0的焊条采用220A的大电流进行焊接时，焊条的焊接工艺性能优良，焊条尾部不易发红，药皮不开裂，飞溅小，焊缝成形美观，脱渣良好。
实施例二
一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，焊芯采用碳钢H08A盘条作为焊芯，焊芯的成分标准参照国家标准GB/T 3429-2002。焊条药皮配方的重量百分比为：金红石：35％，大理石：12％，萤石：4％，石英：2％，长石：8％，云母：1％，钛铁：5％，金属锰：2％，金属铬：25％，金属镍：6％。
将以上原料按照焊条的公知制备方法制成焊条成品，对该焊条进行化学成分检测及焊接工艺性能评定，焊条熔敷金属化学成分满足GB/T 983-2012《不锈钢焊条》标准要求，直径Ф4.0的焊条采用220A的大电流进行焊接时，焊条的焊接工艺性能优良，焊条尾部不易发红，药皮不开裂，飞溅小，焊缝成形美观，脱渣良好。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，由焊芯和药皮两部分组成，其特征在于：所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：30-40％，大理石：10～15％，萤石：3～5％，石英：1～2％，长石：5～10％，云母：1～2％，钛铁：3～5％，金属锰：2～4％，金属铬：20～30％，金属镍：5～15％。
2.根据权利要求1所述的用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，其特征在于：所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：30％，大理石：15％，萤石：3％，石英：1％，长石：5％，云母：1％，钛铁：3％，金属锰：2％，金属铬：30％，金属镍：10％。
3.根据权利要求1所述的用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，其特征在于：所述药皮由如下重量百分比的原料制备而成，金红石：35％，大理石：12％，萤石：4％，石英：2％，长石：8％，云母：1％，钛铁：5％，金属锰：2％，金属铬：25％，金属镍：6％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，其特征在于：所述焊芯为碳钢盘条。
5.根据权利要求4所述的用于大电流焊接的碳钢芯不锈钢焊条，其特征在于：所述碳钢盘条为H08A盘条。
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