CN106624454A - 一种低氢型焊条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低氢型焊条及其制备方法，所述低氢型焊条包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：有机物纤维素5～15份；氟化稀土5～20份；TiO₂ 10～20份；铁粉6～15份；Al₂O₃ 3～6份；锰2～4份；铜粉0.5～3份；CaF₂ 12～20份；萤石10～30份；Mo2～5份；石墨0.5～5份。本发明还公开了低氢型焊条的制备方法。本发明低氢型焊条铺展性好、飞溅颗粒细小、耐燃性能优异，工艺操作性能佳。

Description

一种低氢型焊条及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊接技术，尤其涉及一种低氢型焊条及其制备方法。

背景技术

焊条在焊接中使用广泛，制作容易，同时具有良好的焊接工艺性能，质量稳定。大直径、高强度、大壁厚管道或容器的焊接，对焊缝金属的低温韧性、抗裂性能也提出了较高要求，这些条件下的焊接使用较多的是低氢型焊条。但低氢型焊条存在着一个较普遍的问题是焊条的工艺性能比酸性焊条差，如焊接时飞溅的颗粒较大，电弧的稳定性、焊后的焊缝成型及全位置焊接性等较酸性焊条差。

为提高碱性焊条的工艺性能，目前一般通过在药皮中添加纯碱、云母、水玻璃粉或使用加有锂水玻璃的粘结剂等方法来改善碱性焊条的工艺性能，但这些方法的效果不仅不太明显，而且还会增加焊条的生产成本(如锂水玻璃十分昂贵，其价格是普通水玻璃的8-10倍)和影响焊条的使用性能(如纯碱、水玻璃粉会增加焊条的吸潮性能，云母会增加焊条的扩散氢含量，水玻璃粉会影响焊条的低温韧性等)。目前采用普通的碱性焊条药皮与低合金钢焊芯组合制作出的焊条，焊接时电弧声音嘈杂、飞溅多且颗粒较大，焊缝成型粗糙，立仰焊时操作性差。

现国内外也有通过药皮过渡合金元素使焊缝金属产生合金化的焊条，如国际专利WO86/04284(1986年)，该焊条属碱性低氢型堆焊焊条，用于金属表面硬化，采用普通低碳钢焊芯，通过药皮过渡合金元素，这种焊条的缺点是工艺性能差，发尘量大，熔敷金属化学成分不均匀，不适合全位置焊接。又如苏联专利Su-656783(1979年)，属低氢型铁素体焊条，采用工业纯铁作焊芯，全部通过药皮过渡合金元素，过渡的合金元素主要是Cr其次是Mo、Nb，没有任何Ni，焊缝组织是铁素体，没有奥氏体。该焊条主要用来提高焊缝塑性和延展性，焊条药皮中含有大量的萤石(20％以上)，稳弧性差，发尘量大且有较高的含氟量，药皮中几乎没有碳酸盐，因而电弧的吹力较差，很易造成过渡元素的不均匀和夹渣，也不适合全位置焊接。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述诸多问题，提出一种低氢型焊条，该焊条铺展性好、飞溅颗粒细小、耐燃性能优异，工艺操作性能佳。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低氢型焊条，包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

进一步地，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

进一步地，有机物纤维素为羧甲基纤维素。

进一步地，所述药皮直径与焊芯直径的比为1.2～1.4。

进一步地，所述药皮与焊芯质量比为0.6～1:1。

本发明的另一个目的还提供了一种低氢型焊条的制备方法，包括以下步骤：

1)将上述组分的药粉材料混合均匀制成碱性焊条药皮，过100目筛留用；

2)在焊条压涂机中，将碱性焊条药皮用钠水玻璃作粘结剂压涂在碳钢焊芯上；

3)在390～450℃下高温烘焙，保温1～2个小时制备得到低氢型焊条。

本发明低氢型焊条配方科学、合理，其制备方法简单易行，与现有技术相比较具有以下优点：

1)石墨的加入，能降低电弧气氛中氧化势，进而降低熔滴过渡的表面张力，似的焊缝成形波纹小，提高了超氢型焊条的操作性。

2)本发明低氢型焊条外观质量光滑致密，且达到了一等品或优等品的水平，而电焊条的成品率大于98％

3)采用本发明药皮制作的焊条，焊接时电弧声音均匀稳定、熔池清晰且铺展性好、飞溅颗粒细小，焊后脱渣容易、焊缝成型光滑美观，立仰焊时操作方便，同时，降低了焊条的生产成本，提高了碱性焊条的焊接工艺性。

4)本发明中，TiO₂有助于改善焊条的电弧稳定性，可以减少焊接飞溅，有利于脱渣性。Al₂O₃熔点较高，在焊条药皮中有调整熔渣熔点的作用，与其他成分的配合使熔渣具有适宜的凝固温度，在下向焊操作中熔渣迅速凝固不下淌。

5)发明低氢型焊条适用于管线钢的焊接，也可用于压力容器、船舶、工程机械等其它重要结构的全位置焊接。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种低氢型焊条，包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

有机物纤维素为羧甲基纤维素。所述药皮直径与焊芯直径的比为1.2。所述药皮与焊芯质量比为1。

本实施例低氢型焊条的制备方法，包括以下步骤：

1)将上述组分的药粉材料混合均匀制成碱性焊条药皮，过100目筛留用；

2)在焊条压涂机中，将碱性焊条药皮用钠水玻璃作粘结剂压涂在碳钢焊芯上；

3)在390～450℃下高温烘焙，保温1～2个小时制备得到低氢型焊条。

焊接冶金的主要任务是脱氧和向焊缝中过渡合金从而使焊缝获得良好的综合力学性能。由于选出了较好的金属粉和合金粉匹配，再加上适度的造渣、造气物质和稳弧剂使焊条获得了良好的工艺性能；焊条的熔覆金属成分以及力学性能以及工艺性能。

本实施例的低温钢用焊条熔敷金属和焊接接头综合性能如下：屈服强度≥410MPa；抗拉强度≥190MPa；伸长率≥22％；-100℃条件下，Akv≥50J，扩散氢≤4ml/100g(水银法)，焊条的力学性能满足-100℃冲击韧性要求，且熔敷金属扩散氢含量符合超低氢标准要求。

实施例2

本实施例公开了一种低氢型焊条，包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

有机物纤维素为羧甲基纤维素。所述药皮直径与焊芯直径的比为1.4。所述药皮与焊芯质量比为0.6。

本实施例低氢型焊条的制备方法，包括以下步骤：

1)将上述组分的药粉材料混合均匀制成碱性焊条药皮，过100目筛留用；

2)在焊条压涂机中，将碱性焊条药皮用钠水玻璃作粘结剂压涂在碳钢焊芯上；

3)在390～450℃下高温烘焙，保温1～2个小时制备得到低氢型焊条。

本实施例的低温钢用焊条熔敷金属和焊接接头综合性能如下：屈服强度≥420MPa；抗拉强度≥500MPa；伸长率≥22％；-100℃条件下，Akv≥450J，扩散氢≤4ml/100g(水银法)，焊条的力学性能满足-100℃冲击韧性要求，且熔敷金属扩散氢含量符合超低氢标准要求。

实施例3

本实施例公开了一种低氢型焊条，包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

有机物纤维素为羧甲基纤维素。所述药皮直径与焊芯直径的比为1.3。所述药皮与焊芯质量比为1:1。

本实施例低氢型焊条的制备方法，包括以下步骤：

1)将上述组分的药粉材料混合均匀制成碱性焊条药皮，过100目筛留用；

2)在焊条压涂机中，将碱性焊条药皮用钠水玻璃作粘结剂压涂在碳钢焊芯上；

3)在390～450℃下高温烘焙，保温1～2个小时制备得到低氢型焊条。

本实施例低温钢用焊条熔敷金属和焊接接头综合性能如下：屈服强度≥400MPa；抗拉强度≥480MPa；伸长率≥22％；-100℃条件下，Akv≥60J，扩散氢≤4ml/100g(水银法)，焊条的力学性能满足-100℃冲击韧性要求，且熔敷金属扩散氢含量符合超低氢标准要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种低氢型焊条，其特征在于，包括药皮和焊芯，所述焊芯为低合金钢，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

2.根据权利要求1所述低氢型焊条，其特征在于，所述药皮由重量配比如下的各组分制备而成：

3.根据权利要求1所述低氢型焊条，其特征在于，有机物纤维素为羧甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述低氢型焊条，其特征在于，所述药皮直径与焊芯直径的比为1.2～1.4。

5.根据权利要求1所述低氢型焊条，其特征在于，所述药皮与焊芯质量比为0.6～1:1。

6.一种权利要求1-5任意一项所述低氢型焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将上述组分的药粉材料混合均匀制成碱性焊条药皮，过100目筛留用；

2)在焊条压涂机中，将碱性焊条药皮用钠水玻璃作粘结剂压涂在碳钢焊芯上；

3)在390～450℃下高温烘焙，保温1～2个小时制备得到低氢型焊条。