CN105728988B - 高纤维素焊条及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高纤维素焊条及其制造方法，包括焊芯和药皮，以重量份数计，高纤维素焊条的药皮包含以下组分：钛白粉：5～14份；X型纤维素：26～40份；中碳锰铁：3～17份；菱苦土：6～19份；镍粉：1～14份；锰矿粉：4～17份；长石：3～16份；铁砂：2～14份；氧化铁红：0.2～3.5份；纯碱：0.3～4份；淀粉：2～10份，本发明的高纤维素焊条，在立焊时具有随温度下降粘度迅速增加动态特性，有效地防止了熔池金属下淌，解决了焊条压制过程困难与烧焊过快的难题，造气量既能保证熔池金属的托力，又不致使根部过度烧穿，形成缺陷。
Description
技术领域
本公开一般涉及焊接技术领域，具体涉及焊条领域，尤其涉及一种高纤维素焊条及其制造方法。
背景技术
近年来，随着石油管道铺设工程的发展，大口径管道的焊接工艺不断进步，由过去单一的焊条电弧焊(酸性、碱性焊条)，发展到管道自动焊、半自动焊工艺。焊条电弧焊也由结507焊条单一品种全位置施焊发展为纤维素焊条立向下焊等高效焊接施工工艺。改变了普通焊条立向上焊的传统工艺方法，将原水平固定管状对接全位置运条操作法，改变为类似平焊运条法的下向焊，即由12点位置起弧焊至管口下部6点位置结束，提高熔数效率1～3倍，深受管道施工单位的好评。
西气东输工程中大口径管道根部打底焊和部分管道的多层焊接均采用纤维素焊条施焊。纤维素焊条立向下焊，电弧具有熔深大，穿透力强，根部打底焊单面焊双面成形好，气孔敏感性小，操作难度小，焊缝内外质量高，焊工易掌握，培训周期短等工艺特点。广泛应用于石油化工、天然气、电力、民用行业的输油、输气、输水大口径管道安装铺设施工中。
现有技术中，高纤维素焊条在使用过程中，熔池金属下淌，焊条压制困难，焊条烧焊过快等问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种熔池金属不会发生下淌、烧焊速度较慢、压制简单的高纤维素焊条。
本发明提供一种高纤维素焊条，包括焊芯和药皮，以重量份数计，高纤维素焊条的药皮包含以下组分：
钛白粉：5～14份；X型纤维素：26～40份；中碳锰铁：3～17份；菱苦土：6～19份；镍粉：1～14份；锰矿粉：4～17份；长石：3～16份；铁砂：2～14份；氧化铁红：0.2～3.5份；纯碱：0.3～4份；淀粉：2～10份。
药皮中各组分的质量成分含量、颗粒度要求为：
钛白粉：TiO2>98％，S<0.05％，P<0.05％，粒度为120-200目；
X型纤维素：纤维素≥87％，干燥失重≤5.0％，灼烧残渣：≤0.5％，粒度60-80目；
中碳锰铁：Mn:78.0-85.0％，C≤1.0％，S≤0.03％，P≤0.20％，Si≤1.5％，粒度20-200目；
菱苦土：MgO≥41％，CaCO3≤6.0％，S≤0.030％，P≤0.030％，粒度40-200目；
镍粉：Ni和Co的总量≥99.5％，C≤0.05％，S≤0.01％，粒度60目；
锰矿粉：∑Mn≥48％，S≤0.050％，P≤0.050％，粒度60-120目；
长石：SiO2：63-73％，Al2O3：15-24％，K2O和Na2O的总量≥12％，KO2≥10％，S≤0.040％，P≤0.050％，粒度60-200目；
铁砂:∑Fe≥65％，Fe3O4≥92％，S≤0.05％，P≤0.05％，粒度40-60目；
氧化铁红：Fe2O3≥95％，S≤0.15％，P≤0.020％，粒度140-160目；
纯碱：Na2CO3≥98％，粒度40目；
淀粉：水份＜15％，粒度60目。
本发明提供一种高纤维素焊条的制造方法，其步骤为：
制作高纤维素焊条的药皮，按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：5～14份；X型纤维素：26～40份；中碳锰铁：3～17份；菱苦土：6～19份；镍粉：1～14份；锰矿粉：4～17份；长石：3～16份；铁砂：2～14份；氧化铁红：0.2～3.5份；纯碱：0.3～4份；淀粉：2～10份；
将药皮各组分进行干混，然后加入水玻璃，继续搅拌；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，
药皮中各组分的质量成分含量、颗粒度要求为：
钛白粉：TiO2>98％，S<0.05％，P<0.05％，粒度为120-200目；
X型纤维素：纤维素≥87％，干燥失重≤5.0％，灼烧残渣：≤0.5％，粒度60-80目；
中碳锰铁：Mn:78.0-85.0％，C≤1.0％，S≤0.03％，P≤0.20％，Si≤1.5％，粒度20-200目；
菱苦土：MgO≥41％，CaCO3≤6.0％，S≤0.030％，P≤0.030％，粒度40-200目；
镍粉：Ni和Co的总量≥99.5％，C≤0.05％，S≤0.01％，粒度60目；
锰矿粉：∑Mn≥48％，S≤0.050％，P≤0.050％，粒度60-120目；
氧化铁红：Fe2O3≥95％，S≤0.15％，P≤0.020％，粒度140-160目；
纯碱：Na2CO3≥98％，粒度40目；
淀粉：水份＜15％，粒度60目。本发明的高纤维素焊条及其制造方法制造的高纤维素焊条，通过在焊条中加入高温粘度的氧化镁，在立焊时具有随温度下降粘度迅速增加动态特性，有效地防止了熔池金属下淌，采用X型纤维素作造气剂，解决了焊条压制过程困难与烧焊过快的难题，造气量既能保证熔池金属的托力，又不致使根部过度烧穿，形成缺陷。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。
实施例一
按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：5份；X型纤维素：26份；中碳锰铁：3份；菱苦土：6份；镍粉：1份；锰矿粉：4份；长石：3份；铁砂：2份；氧化铁红：0.2份；纯碱：0.3份；淀粉：2份；
将取得的组分进行干混，然后加入纯钠水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，烘焙温度为80度。
实施例二
按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：14份；X型纤维素：40份；中碳锰铁：17份；菱苦土：19份；镍粉：14份；锰矿粉：17份；长石：16份；铁砂：14份；氧化铁红：3.5份；纯碱：4份；淀粉：10份；
将取得的组分进行干混，然后加入纯钠水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，烘焙温度为80度。
实施例三
按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：7份；X型纤维素：30份；中碳锰铁：8份；菱苦土：9份；镍粉：5份；锰矿粉：8份；长石：5份；铁砂：5份；氧化铁红：1.1份；纯碱：1.7份；淀粉：4份；
将取得的组分进行干混，然后加入纯钠水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，烘焙温度为80度。
实施例四
按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：12份；X型纤维素：35份；中碳锰铁：15份；菱苦土：17份；镍粉：10份；锰矿粉：15份；长石：10份；铁砂：12份；氧化铁红：2.9份；纯碱：3.2份；淀粉：8份；
将取得的组分进行干混，然后加入纯钠水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，烘焙温度为80度。
实施例五
按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：10份；X型纤维素：32份；中碳锰铁：10份；菱苦土：11份；镍粉：8份；锰矿粉：12份；长石：8份；铁砂：7份；氧化铁红：2.2份；纯碱：2.7份；淀粉：7份；
将取得的组分进行干混，然后加入纯钠水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，烘焙温度为80度。
实施例一至实施例五中药皮中各组分的质量成分含量、颗粒度要求为：
钛白粉：TiO2>98％，S<0.05％，P<0.05％，粒度为120-200目；
X型纤维素：纤维素≥87％，干燥失重≤5.0％，灼烧残渣：≤0.5％，粒度60-80目；
中碳锰铁：Mn:78.0-85.0％，C≤1.0％，S≤0.03％，P≤0.20％，Si≤1.5％，粒度20-200目；
菱苦土：MgO≥41％，CaCO3≤6.0％，S≤0.030％，P≤0.030％，粒度40-200目；
镍粉：Ni和Co的总量≥99.5％，C≤0.05％，S≤0.01％，粒度60目；
锰矿粉：∑Mn≥48％，S≤0.050％，P≤0.050％，粒度60-120目；
长石：SiO2：63-73％，Al2O3：15-24％，K2O和Na2O的总量≥12％，KO2≥10％，S≤0.040％，P≤0.050％，粒度60-200目；
铁砂:∑Fe≥65％，Fe3O4≥92％，S≤0.05％，P≤0.05％，粒度40-60目；
氧化铁红：Fe2O3≥95％，S≤0.15％，P≤0.020％，粒度140-160目；
纯碱：Na2CO3≥98％，粒度40目；
淀粉：水份＜15％，粒度60目。
各个实施例制造的高纤维素焊条进行焊接形成的焊缝各项金属力学性能如下表其中保证值为金属焊缝的最低标准。
通过上面对焊缝的各项力学性能的实验结果可知，使用本发明的高纤维素焊条及其制造方法的高纤维素焊条加工焊缝，大大提高了焊缝的抗拉强度、屈服强度、夏比V型缺口冲击吸收功、伸长率等各项性能。
本发明采用有效成分为氧化镁的菱苦土，氧化镁具有一定高温粘度，能够将调整溶渣成为短渣，在立焊时具有随温度下降粘度迅速增加动态特性，保证了焊条在使用过程中，熔池金属不下淌，同时在强制焊缝背面自动成形方面，采用低表面张力的氧化镁造渣，使背面焊缝均匀铺展，形成具有一定余高的背面焊缝，提高了焊缝的强度，避免了虚焊的产生。
本发明在电弧吹控制方面，采用X型纤维素作造气剂，焊条压制比较简单，焊条的烧焊速度较慢，造气量既能保证熔池金属的托力，又不致使根部过度烧穿，形成缺陷。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (4)
1.一种高纤维素焊条，包括焊芯和药皮，其特征在于，以重量份数计，所述药皮包含以下组分：
钛白粉：5～14份；X型纤维素：26～40份；中碳锰铁：3～17份；菱苦土：6～19份；镍粉：1～14份；锰矿粉：4～17份；长石：3～16份；铁砂：2～14份；氧化铁红：0.2～3.5份；纯碱：0.3～4份；淀粉：2～10份，
所述药皮中各组分的质量成分含量、颗粒度要求为：
所述钛白粉：TiO2>98％，S<0.05％，P<0.05％，粒度为120-200目；
所述X型纤维素：纤维素≥87％，干燥失重≤5.0％，灼烧残渣：≤0.5％，粒度60-80目；
所述中碳锰铁：Mn:78.0-85.0％，C≤1.0％，S≤0.03％，P≤0.20％，Si≤1.5％，粒度20-200目；
所述菱苦土：MgO≥41％，CaCO3≤6.0％，S≤0.030％，P≤0.030％，粒度40-200目；
所述镍粉：Ni和Co的总量≥99.5％，C≤0.05％，S≤0.01％，粒度60目；
所述锰矿粉：∑Mn≥48％，S≤0.050％，P≤0.050％，粒度60-120目；
所述氧化铁红：Fe2O3≥95％，S≤0.15％，P≤0.020％，粒度140-160目；
所述纯碱：Na2CO3≥98％，粒度40目；
所述淀粉：水份＜15％，粒度60目。
2.一种高纤维素焊条的制造方法，其特征在于，其步骤为：
制作高纤维素焊条的药皮，按重量份数计，取以下组分：
钛白粉：5～14份；X型纤维素：26～40份；中碳锰铁：3～17份；菱苦土：6～19份；镍粉：1～14份；锰矿粉：4～17份；长石：3～16份；铁砂：2～14份；氧化铁红：0.2～3.5份；纯碱：0.3～4份；淀粉：2～10份；
将取得的组分进行干混，然后加入水玻璃，继续搅拌，制作成药皮；
将搅拌后的药皮均匀涂在焊芯上，压制焊条；
将压制成型的焊条经过自然干燥后送入高温干燥炉进行烘焙，
所述药皮中各组分的质量成分含量、颗粒度要求为：
所述钛白粉：TiO2>98％，S<0.05％，P<0.05％，粒度为120-200目；
所述X型纤维素：纤维素≥87％，干燥失重≤5.0％，灼烧残渣：≤0.5％，粒度60-80目；
所述中碳锰铁：Mn:78.0-85.0％，C≤1.0％，S≤0.03％，P≤0.20％，Si≤1.5％，粒度20-200目；
所述菱苦土：MgO≥41％，CaCO3≤6.0％，S≤0.030％，P≤0.030％，粒度40-200目；
所述镍粉：Ni和Co的总量≥99.5％，C≤0.05％，S≤0.01％，粒度60目；
所述锰矿粉：∑Mn≥48％，S≤0.050％，P≤0.050％，粒度60-120目；
所述氧化铁红：Fe2O3≥95％，S≤0.15％，P≤0.020％，粒度140-160目；
所述纯碱：Na2CO3≥98％，粒度40目；
所述淀粉：水份＜15％，粒度60目。
3.根据权利要求2所述的高纤维素焊条的制造方法，其特征在于，所述水玻璃为纯钠水玻璃。
4.根据权利要求2所述的高纤维素焊条的制造方法，其特征在于，所述烘焙温度为80度。
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