CN110757028A - 一种低吸湿性smaw焊条 - Google Patents

一种低吸湿性smaw焊条 Download PDF

Info

Publication number
CN110757028A
CN110757028A CN201911260742.7A CN201911260742A CN110757028A CN 110757028 A CN110757028 A CN 110757028A CN 201911260742 A CN201911260742 A CN 201911260742A CN 110757028 A CN110757028 A CN 110757028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
welding
binder
percent
welding rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911260742.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110757028B (zh
Inventor
金宝安
康伟
缪全明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maanshan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201911260742.7A priority Critical patent/CN110757028B/zh
Publication of CN110757028A publication Critical patent/CN110757028A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110757028B publication Critical patent/CN110757028B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3602—Carbonates, basic oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/365—Selection of non-metallic compositions of coating materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了一种低吸湿性SMAW焊条，包括焊芯和药皮两部分。所述药皮包括以下质量份原料：大理石30～40份、硅酸盐10～15份、高碳铬铁10～20份、钛白粉5～10份、混合稀土5～10份和粘结剂10～20份，在制作粘结剂的过程中采用聚乙烯醇(PVA)粘结剂代替传统的钠钾水玻璃作为粘结剂。与现有技术相比，本发明成分稳定，在焊接性能上具有较好的力学性能，焊缝金属熔敷良好，造渣能力强。通过与普通药皮焊条对比，本发明的焊条本身及焊后焊缝熔敷金属含水率要远远低于普通药皮焊条。可广泛用于含水量较重的焊接环境。而且，本发明低吸湿性焊条在焊缝的力学性能上完全可以达到甚至超过J50焊条。

Description

一种低吸湿性SMAW焊条
技术领域
本发明属于焊接技术领域，涉及到一种低吸湿性SMAW焊条，广泛用于含水量较重的焊接环境，例如海洋环境焊接工程，桥梁焊接工程等。
背景技术
手工电弧焊(SMAW)一种常用的工业焊接工艺，此种焊接方式方便快捷，可以轻松地在不同环境中工作，也经常会在湿气比较重的环境中工作。在焊接金属过程中，由于药皮容易受潮，受潮后的焊条工艺性能变坏，并且水分中的氢容易使焊缝产生气孔和裂纹，在高温焊接中药皮会成片脱落，或飞溅大大增加，不能充分对熔池进行保护；水分在高温下气化，其氧对碳有化合作用降低材料强度；氢与材料结合后提高脆性，会形成氢裂纹，或脆性白点降低材料性能。
焊条由药皮和焊芯两部分组成。焊条的药皮在焊接的过程中分解融化后行程气体和熔渣，焊条药皮也是最容易与水融合的部分，为了去除水分，在焊接前一般要对焊条增加烘干的程序，烘干的时间长短和能耗无形中增加了焊接的成本。焊条药皮都是由矿物粉类、金属粉类、有机物、及化工品类组合而成。每种成分在药皮中的起的作用不一样。在传统的焊条药皮中都会添加大量的水玻璃这一种物质充当药皮的粘结剂，水玻璃虽然是粘结性能比较好的物质，可以防止焊接过程中药皮的脱落，但是此种材料是一种自身含水量较大，且易吸潮的物质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低吸湿性SMAW焊条，采用聚乙烯醇(PVA)粘结剂代替传统的钠钾水玻璃作为粘结剂，并采用一定的配比和搅拌混匀方式，以达到焊条药皮具有低吸湿性的特点。可广泛用于含水量较重的焊接环境，例如海洋环境焊接工程，桥梁焊接工程等。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供的一种低吸湿性SMAW焊条，包括焊芯和药皮两部分。
所述药皮包括以下质量份原料：
大理石30～40份、硅酸盐10～15份、高碳铬铁10～20份、钛白粉5～10份、混合稀土5～10份和粘结剂10～20份。
所述混合稀土包括以下质量百分比原料：氧化钇10～30％、氧化铈30～50％和氧化镧20～40％。
所述粘结剂包括以下质量份原料：
羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇(PVA)55份、硅酸钠水溶液4.5份、乳胶粉15份和盐酸0.5份；
所述硅酸钠水溶液是按照硅酸钠与水的质量比1:1.5配制得到。
所述盐酸质量浓度为10％。
所述粘结剂的制备方法为：
将羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇(PVA)55份、硅酸钠水溶液4.5份和乳胶粉15份混合，混合均匀后，加入质量浓度为10％的盐酸0.5份，充分搅拌4小时以上，搅拌后保持温度40℃，时间控制在2小时以上，使其充分溶解。即得粘结剂。
通过以上配比混合出的粘结剂再添加药皮其他成分最终得到焊条的药皮成品。
具体的，所述药皮的制备方法为：
将上述配方量的大理石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、混合稀土搅拌混匀后，然后加入粘合剂搅拌均匀，制成焊条药皮；
进一步的，搅拌温度控制在20—30℃。
所述铁基焊芯中的合金元素控制在包括以下质量百分比的成分：
C≤0.017％、Si 0.05～0.20％、Mn0.60～1.20％、Cr 22.4～25.06％、Mo2.0～5.0％、V 5～10％、Ni 25～30％，Fe余量。
优选的，所述铁基焊芯中的合金元素控制在包括以下质量百分比的成分：
C:0.015％、Si:0.10％、Mn:1.00％、Cr:24.00％、Mo:4.0％、V:8％、Ni:30％、Fe：余量。
本发明对混合稀土中的成分进行设计，以及在制作粘结剂的过程中采用聚乙烯醇(PVA)粘结剂代替传统工艺中的钠钾水玻璃，采用聚乙烯醇(PVA)代替钠钾水玻璃作为粘结剂的成分之一可以从源头上就直接降低粘结剂的含水量，为了避免使用聚乙烯醇(PVA)可能会降低粘结剂的粘结度，因此在此基础增量添加一定量的乳胶粉增加粘度，并采用硅酸钠水溶液代替传统工艺中的添加的水，进一步控制粘结剂的含水量。添加的羟丙基甲基纤维素醚不仅进一步的稳定了粘度，保证了良好的流动性，并控制保水率使其能够快速凝固，减少粘性材料凝固时候可能会出现的龟裂和收缩。混合配比后粘结剂后，因为粘结剂的配比中具有固液两相的特质，因此采用搅拌4小时，可以使其固液两相充分溶解，达到粒子上的融合，避免了粘结剂中出现气泡、孔洞、夹渣等现象。并在搅拌后保持在温度40℃的环境下保温2小时，避免了粘结剂在溶解固化的状态下，粘结剂表里受到温度变化不一致的影响，可能会出现溶解不充分，及固相下沉现象。
与现有技术相比，本发明提供的一种低吸湿性SMAW焊条成分稳定，在焊接性能上具有较好的力学性能，焊缝金属熔敷良好，造渣能力强。通过对焊条本身及焊后焊缝熔敷金属含水率的测定，通过与普通药皮焊条对比，本发明的焊条本身及焊后焊缝熔敷金属含水率要远远低于普通药皮焊条。可广泛用于含水量较重的焊接环境，尤其是如海洋环境焊接工程，桥梁焊接工程等。而且，本发明低吸湿性焊条在焊缝的力学性能上完全可以达到甚至超过普通J50焊条。
附图说明
图1为采用本发明低吸湿性SMAW焊条进行的焊接作业的焊缝区低倍组织；
图2为采用本发明低吸湿性SMAW焊条进行的焊接作业的母材区与焊缝区连接处的低倍组织。
具体实施方式
实施例1
一种低吸湿性SMAW焊条，包括焊芯和药皮两部分。
所述药皮包括以下质量份原料：见下表1。
表1药皮的组成部分(重量份)
大理石 硅酸盐 高碳铬铁 钛白粉 混合稀土 粘结剂
35 15 15 8 8 15
所述混合稀土配比(按质量分数)：
采用氧化钇25％、氧化铈45％、氧化镧30％的成分配比；
所述粘结剂配比(按质量份数)：
羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇(PVA)55份、硅酸钠水溶液4.5份(硅酸钠与水的质量比控制在1:1.5)、乳胶粉15份、盐酸0.5份；
所述粘结剂制备方法：
将羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇(PVA)55份、硅酸钠水溶液4.5份(硅酸钠与水的质量比控制在1:1.5)和乳胶粉15份混合，混合均匀后，加入质量浓度为10％的盐酸0.5份，充分搅拌4小时以上，搅拌后保持温度40℃，时间控制在2小时以上，即得粘结剂。
将上述配方量的大理石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、混合稀土采用立式搅拌机混合均匀后制成固体组份，然后加入配比好的粘合剂搅拌均匀制成焊条药皮，搅拌温度控制在20—30℃。
所述焊芯包括以下质量份原料：见下表2。
表2焊芯的主组成部分，％
C Si Mn Cr Mo V Ni Fe
0.015 0.10 1.00 24.00 4.0 8 30 其余
选取同规格的本发明焊条、常用的焊接结构件的J50焊条，采用卡尔-费休电位滴定法(容量法)对相同环境下焊条的吸湿率(含水量)进行测量。并采用相同的焊接工艺参数(焊接式样：Q345B板材；焊接角度：立焊；电流：50A；焊接电压20V；焊接速度5mm/s；焊接道次：双面焊双面成型)对相同的试样进行焊接后，通过“排液法”对焊缝金属进行扩散氢的测量，结果见表3、表4所示。
表3焊条吸湿率(含水量)结果数据
Figure BDA0002311520910000041
表4焊缝金属扩散氢结果数据(均选取3个样品)
Figure BDA0002311520910000042
通过对比可以看出，本发明的一种低吸湿性SMAW焊条成分稳定，在焊接性能上具有较好的力学性能，焊缝金属熔敷良好，造渣能力强。
通过图1、图2对焊缝区低倍组织可见，采用本发明焊条进行的焊接作业的焊缝区的金属组织融合平稳，没有出现氢脆、孔洞等缺陷。选取3个样品，焊接后焊缝强度如表5所示。
表5焊缝力学性能对比
Figure BDA0002311520910000043
通过对焊条本身含水率的测定对比，低吸湿性SMAW焊条在不同环境下吸湿率要远小于普通焊条。通过对焊后焊缝熔敷金属扩散氢的测定，低吸湿性SMAW焊条焊后焊缝熔敷金属含水率要远远低于普通焊条。通过焊接后焊缝强度对比数据可见本发明低吸湿性焊条在焊缝的力学性能上完全可以达到甚至超过普通J50焊条。

Claims (7)

1.一种低吸湿性SMAW焊条，包括焊芯和药皮两部分,其特征在于，所述药皮包括以下质量份原料：大理石30～40份、硅酸盐10～15份、高碳铬铁10～20份、钛白粉5～10份、混合稀土5～10份和粘结剂10～20份。
2.根据权利要求1低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，所述混合稀土包括以下质量百分比原料：氧化钇10～30％、氧化铈30～50％和氧化镧20～40％。
3.根据权利要求1所述的低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，所述粘结剂包括以下质量份原料：
羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇55份、硅酸钠水溶液4.5份、乳胶粉15份和盐酸0.5份。
4.根据权利要求3所述的低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，所述粘结剂的制备方法为：将羟丙基甲基纤维素醚25份、聚乙烯醇55份、硅酸钠水溶液4.5份和乳胶粉15份混合，混合均匀后，加入质量浓度为10％的盐酸0.5份，充分搅拌4小时以上，搅拌后保持温度40℃，时间控制在2小时以上，即得粘结剂。
5.根据权利要求1所述的低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，所述药皮的制备方法为：将上述配方量的大理石、硅酸盐、高碳铬铁、钛白粉、混合稀土搅拌混匀后，然后加入粘合剂搅拌均匀，制成焊条药皮。
6.根据权利要求5所述的低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，搅拌温度控制在20—30℃。
7.根据权利要求1所述的低吸湿性SMAW焊条，其特征在于，所述焊芯包括以下质量百分比的成分：
C≤0.017％、Si 0.05～0.20％、Mn0.60～1.20％、Cr 22.4～25.06％、Mo2.0～5.0％、V5～10％、Ni 25～30％，Fe余量。
CN201911260742.7A 2019-12-10 2019-12-10 一种低吸湿性smaw焊条 Active CN110757028B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911260742.7A CN110757028B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种低吸湿性smaw焊条

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911260742.7A CN110757028B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种低吸湿性smaw焊条

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110757028A true CN110757028A (zh) 2020-02-07
CN110757028B CN110757028B (zh) 2022-06-07

Family

ID=69341520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911260742.7A Active CN110757028B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种低吸湿性smaw焊条

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110757028B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114871633A (zh) * 2022-06-02 2022-08-09 马鞍山钢铁股份有限公司 一种铝-硅预镀层钢板激光焊接用焊丝及铝-硅预镀层钢板激光拼焊构件及其生产方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431597A (en) * 1987-07-27 1989-02-01 Nippon Steel Corp Production of granule type welding flux
CN105665969A (zh) * 2016-04-26 2016-06-15 孙宁 一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法
CN105665965A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 罗福仲 防水防潮电焊条药皮及其制备方法
CN105665964A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 罗福仲 具有防水防潮功能的环保型电焊条药皮及其制备方法
CN106853562A (zh) * 2016-12-10 2017-06-16 钦州学院 一种电焊条药皮及其制备方法
CN107322193A (zh) * 2017-08-30 2017-11-07 苏州新普新材料科技有限公司 一种焊条的制备方法
CN107695558A (zh) * 2017-08-30 2018-02-16 苏州新普新材料科技有限公司 一种镍基焊条
CN109454361A (zh) * 2018-11-28 2019-03-12 东莞理工学院 一种低吸潮性埋弧焊烧结焊剂及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431597A (en) * 1987-07-27 1989-02-01 Nippon Steel Corp Production of granule type welding flux
CN105665965A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 罗福仲 防水防潮电焊条药皮及其制备方法
CN105665964A (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 罗福仲 具有防水防潮功能的环保型电焊条药皮及其制备方法
CN105665969A (zh) * 2016-04-26 2016-06-15 孙宁 一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法
CN106853562A (zh) * 2016-12-10 2017-06-16 钦州学院 一种电焊条药皮及其制备方法
CN107322193A (zh) * 2017-08-30 2017-11-07 苏州新普新材料科技有限公司 一种焊条的制备方法
CN107695558A (zh) * 2017-08-30 2018-02-16 苏州新普新材料科技有限公司 一种镍基焊条
CN109454361A (zh) * 2018-11-28 2019-03-12 东莞理工学院 一种低吸潮性埋弧焊烧结焊剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周南桥等: "《塑料复合制品成型技术与设备》", 31 July 2003, pages: 31 - 32 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114871633A (zh) * 2022-06-02 2022-08-09 马鞍山钢铁股份有限公司 一种铝-硅预镀层钢板激光焊接用焊丝及铝-硅预镀层钢板激光拼焊构件及其生产方法
CN114871633B (zh) * 2022-06-02 2024-04-30 马鞍山钢铁股份有限公司 一种铝-硅预镀层钢板激光焊接用焊丝及铝-硅预镀层钢板激光拼焊构件及其生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110757028B (zh) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107803608B (zh) 一种马氏体析出硬化不锈钢焊条及其制备方法和应用
CN101745758B (zh) 一种交流焊接用镍基焊条
CN111660038B (zh) 一种高锰低温钢焊接用烧结焊剂及其制备方法
CN102039498A (zh) 一种双相不锈钢用烧结焊剂
CN103084757B (zh) 高韧性低氢碱性焊条及其制备方法
CN104551453B (zh) 一种80公斤级超低温高强钢焊条及其制备方法
CN107745203A (zh) 大型水电用800MPa级高强钢用埋弧焊焊剂及其生产方法
CN103252597A (zh) 一种热固化衬垫焊剂及其制备方法
CN105152592A (zh) 一种掺加铁尾矿砂的湿拌砂浆及其制备方法
CN110757028B (zh) 一种低吸湿性smaw焊条
CN110508968A (zh) 一种背面免充氩单面焊双面成型650℃超超临界火电机组用马氏体耐热钢焊条
CN105665969A (zh) 一种耐蚀钢焊接专用焊条的制作方法
CN103921019A (zh) 一种水电站引水压力钢管焊接的超低氢高韧性焊条
CN101947704B (zh) 一种低温高韧性的碳钢焊条
CN107127481B (zh) 一种高韧性不锈钢焊条药皮、焊条及其制备方法
CN104400256A (zh) 一种低吸湿性埋弧焊烧结焊剂及其制备方法
CN102699578A (zh) 一种50公斤级全位置焊接高韧性高强钢焊条
CN110369908A (zh) 低温冲击韧性优良的SA-508Gr.4N钢用全位置焊低氢型焊条
CN101780604A (zh) 一种NiCrBSi-NiSiB复合粉末钎焊材料
CN1307021C (zh) 低合金高强度钢用超低氢型铁粉焊条
CN113352022B (zh) 一种易制备且可精确控制焊缝金属合金化的焊条
CN1295056C (zh) 一种可提高焊接工艺性能的碱性焊条药皮
CN112809244B (zh) 一种高韧性高效率焊条
CN104874939A (zh) 一种高稳定性水下湿法焊条用药皮
CN112475661B (zh) 用于焊接镍基合金的镍铬铁药皮、焊条及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant