CN114101973B - 碱性药皮不锈钢焊条 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碱性药皮不锈钢焊条，其是具有优良工艺性能的碱性药皮不锈钢焊条，它是由下述重量份比例的粉料与钾钠水玻璃混合后压涂于不锈钢焊芯上，再经干燥而成；所述粉料的重量份配比为：大理石30‑45份、萤石25‑40份、石英2‑5份、钛白粉1‑5份、云母1‑4份、金属铬2‑8份、电解锰1‑3份、硅铁1‑5份、纯碱0.5～1份。本发明碱性药皮不锈钢焊条具有优良的焊接工艺性能并且能够获得优良焊接结果，适用于多种型号的不锈钢材料的焊接。

Description

碱性药皮不锈钢焊条
技术领域
本发明属于焊接材料领域，涉及一种碱性药皮不锈钢焊条。特别涉及一种具有优良工艺性能的碱性药皮不锈钢焊条，本发明碱性药皮不锈钢焊条具有优良的焊接工艺性能并且能够获得优良焊接结果，适用于多种型号的不锈钢材料的焊接。
背景技术
在船舶、桥梁、压力容器等重要结构及部件，由于其强度高、刚性及厚度大，常用碱性低氢型焊条进行焊接，其焊条药皮成份以碳酸盐和萤石为主，其熔敷金属具有良好的抗裂性、较高的冲击韧度以及优良的塑性等综合力学性能，可全位置焊接。但是碱性焊条的焊接工艺性能一般较差，其大颗粒飞溅较多、焊缝纹路较粗，成为其市场推广的一大阻力。
基于上述技术问题，开发一种具有优良焊接工艺性能的碱性药皮不锈钢焊条，以克服相关现有技术的缺陷，仍是本领域技术人员迫切期待的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性药皮不锈钢焊条，在保证其酸碱度的基础上，通过调整各矿物粉比例，从而改进其药皮的氧化还原性，优化其焊接工艺性能，以克服现有碱性不锈钢焊条的不足，或者期待该种碱性药皮不锈钢焊条呈现一种或者多种优异性能。已经出人意料地发现，具有本发明组成的碱性药皮不锈钢焊条显示出令人鼓舞的技术优点，例如，该碱性药皮不锈钢焊条可以很好地改善焊接工艺性，提高焊接效率。本发明基于此类发现而得以完成。
为此，本发明第一方面的提供了一种碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，它是由下述重量份比例的粉料与钾钠水玻璃混合后压涂于不锈钢焊芯上，再经干燥而成；所述粉料的重量份配比为：大理石30-45份、萤石25-40份、石英2-5份、钛白粉1-5份、云母1-4份、金属铬2-8份、电解锰1-3份、硅铁1-5份、纯碱0.5～1份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述不锈钢焊芯是选自下列的不锈钢焊芯：ER308、ER309、ER310、ER316、ER308L、ER316L不锈钢焊芯。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述不锈钢焊芯的规格为Ф3～5mm，例如包括但不限于Ф3.2mm、Ф4.0mm或Ф5.0mm。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述钾钠水玻璃用量是所述粉料总重量的20～25％。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述钾钠水玻璃量的钾钠比为1:1、2:1或3:1。在本发明具体实例中，如未另外说明，所用钾钠水玻璃量的钾钠比为2:1。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比如各实施例所述。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英2份、钛白粉1份、云母1份、金属铬4份、电解锰1份、硅铁2份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石40份、萤石30份、石英3份、钛白粉1份、云母1份、金属铬6份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英4份、钛白粉3份、云母2份、金属铬8份、电解锰2份、硅铁5份、纯碱0.75份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石35份、石英5份、钛白粉5份、云母4份、金属铬2份、电解锰2份、硅铁4份、纯碱1份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石38份、萤石32份、石英3.5份、钛白粉3份、云母2.5份、金属铬5份、电解锰2份、硅铁3份、纯碱0.75份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为22.5重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英2份、钛白粉5份、云母1份、金属铬8份、电解锰1份、硅铁5份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为20重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英5份、钛白粉1份、云母4份、金属铬2份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱1份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为25重量份。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，其是照包括如下步骤的方法制备得到的：(1)使各粉料预处理(例如通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条。上述工艺为药皮焊条的常规生产工艺。
根据本发明第一方面任一实施方案所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，其中步骤(2)是照如下方式进行的：将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上。
进一步的，本发明第二方面提供了制备碱性药皮不锈钢焊条的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)使各粉料预处理(例如通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条。上述工艺为药皮焊条的常规生产工艺。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述碱性药皮不锈钢焊条是由下述重量份比例的粉料与钾钠水玻璃混合后压涂于不锈钢焊芯上，再经干燥而成；所述粉料的重量份配比为：大理石30-45份、萤石25-40份、石英2-5份、钛白粉1-5份、云母1-4份、金属铬2-8份、电解锰1-3份、硅铁1-5份、纯碱0.5～1份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述不锈钢焊芯是选自下列的不锈钢焊芯：ER308、ER309、ER310、ER316、ER308L、ER316L不锈钢焊芯。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述不锈钢焊芯的规格为Ф3～5mm，例如包括但不限于Ф3.2mm、Ф4.0mm或Ф5.0mm。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述钾钠水玻璃用量是所述粉料总重量的20～25％。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述钾钠水玻璃量的钾钠比为1:1、2:1或3:1。在本发明具体实例中，如未另外说明，所用钾钠水玻璃量的钾钠比为2:1。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比如各实施例所述。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英2份、钛白粉1份、云母1份、金属铬4份、电解锰1份、硅铁2份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石40份、萤石30份、石英3份、钛白粉1份、云母1份、金属铬6份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英4份、钛白粉3份、云母2份、金属铬8份、电解锰2份、硅铁5份、纯碱0.75份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石35份、石英5份、钛白粉5份、云母4份、金属铬2份、电解锰2份、硅铁4份、纯碱1份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石38份、萤石32份、石英3.5份、钛白粉3份、云母2.5份、金属铬5份、电解锰2份、硅铁3份、纯碱0.75份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为22.5重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英2份、钛白粉5份、云母1份、金属铬8份、电解锰1份、硅铁5份、纯碱0.5份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为20重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英5份、钛白粉1份、云母4份、金属铬2份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱1份；例如，以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为25重量份。
根据本发明第二方面任一实施方案所述的方法，其特征在于，其中步骤(2)是照如下方式进行的：将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上。
在本发明上述制备方法的步骤中，虽然其描述的具体步骤在某些细节上或者语言描述上与下文具体实施方式部分的制备例中所描述的步骤有所区别，然而，本领域技术人员根据本发明全文的详细公开完全可以概括出以上所述方法步骤。
本发明的任一方面的任一实施方案，可以与其它实施方案进行组合，只要它们不会出现矛盾。此外，在本发明任一方面的任一实施方案中，任一技术特征可以适用于其它实施方案中的该技术特征，只要它们不会出现矛盾。下面对本发明作进一步的描述。
本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。
在本发明中，术语“重量份”表示本发明焊条药皮中各组份相互之间的相对量，该“重量份”可以是绝对重量数(例如mg、g、或kg等)，亦可以是重量百分数(例如，重量％或wt％)。当然在以重量百分数(例如，重量％或wt％)计时，一个优选的实施方案是各组份之和为100％。
在本发明中，使用的各种配料是本领域公知的，例如大理石、萤石、石英、钛白粉、云母、金属铬、电解锰、硅铁、纯碱，以及钾钠水玻璃等物料都可以直接以其上述品名从市场购得。
在本发明中，术语“纯碱”是本领域公知的，其为碳酸钠。
如本发明所使用的，硅铁(Ferric silicon)是铁和硅组成的铁合金。其通常是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金，其中的硅含量可以在较大的范围内变化，取决于具体的型号，尽管可以选择不同的组成，但是可以通过确定本发明药芯焊丝的总化学组成而选择适宜规格的硅铁。硅铁可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的硅铁均是从市场上购得的。在本发明中，如未特别说明，本发明所使用的硅铁(Ferric silicon)是45号雾化硅铁粉。
例如，如本发明所使用的电解锰，指用经电解解析出的高纯度单质金属锰，如未特别说明，所用的电解锰均是从市场上购得的。
例如，如本发明所使用的萤石、大理石均具有本领域公知的含义，它们都是本领域技术人员在制备焊接材料中常用的矿物原料，并且均可以容易地从市场购得。
根据本发明的药皮酸性体系的不锈钢焊条，其所用的焊芯可以为ER308、ER308L、ER316、ER316L、ER309不锈钢焊芯，规格例如可以是Φ3.2mm、Φ4.0mm、和Φ5.0mm。
在本发明药皮配料中，由于具有特殊的配方体系，合金配比合理，使得该体系焊条具有适宜的碱度和氧化还原性以及合适的组织成分，该体系的焊条在焊接时电弧吹力柔和、稳定，飞溅少，熔渣覆盖完全、脱渣好，焊缝成型平滑。本发明的碱性体系的不锈钢焊条具有一个或者多个方面的优良性能。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。
以下使用的各种固体物料，均预先粉碎成可通过120目的粉末。
实施例1：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石45份、萤石25份、石英2份、钛白粉1份、云母1份、金属铬4份、电解锰1份、硅铁2份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ5.0mm的ER308焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308-1。
使用本实施例所得的碱性药皮不锈钢焊条E308-1对308不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)150A、(ii)175A、(iii)200A三种条件进行。
实施例2：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石40份、萤石30份、石英3份、钛白粉1份、云母1份、金属铬6份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER309焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E309-2。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E309-2对309不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例3：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石40份、石英4份、钛白粉3份、云母2份、金属铬8份、电解锰2份、硅铁5份、纯碱0.75份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER310焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E310-3。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E310-3对310不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例4：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石35份、石英5份、钛白粉5份、云母4份、金属铬2份、电解锰2份、硅铁4份、纯碱1份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ3.2mm的ER316焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E316-4。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E316-4对316不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)90A、(ii)100A、(iii)110A、(iv)120A三种条件进行。
实施例5：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石38份、萤石32份、石英3.5份、钛白粉3份、云母2.5份、金属铬5份、电解锰2份、硅铁3份、纯碱0.75份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为22.5重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER308焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E308-5对308不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例6：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石40份、石英2份、钛白粉5份、云母1份、金属铬8份、电解锰1份、硅铁5份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为20重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER308L焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308L-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E308L-5对308L不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例7：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石45份、萤石25份、石英5份、钛白粉1份、云母4份、金属铬2份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱1份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为25重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将各粉料混合均匀得到混合干粉，向其中加入钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER316L焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E316L-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E316L-5对316L不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
以上实施例1～7所得不锈钢焊条在三种焊接电流条件下进行焊接，结果显示，7种焊条在三种电流条件下的工艺性能，电弧稳定性均是稳定的、飞溅性均小的、脱渣性均优的、焊缝成型均优的，典型的结果记录于如下表1。
表1：焊接工艺性记录(三种电流条件)
实施例 电弧稳定性 飞溅 脱渣性 焊缝成型
1 均稳定 均小 均优 均优
2 均稳定 均小 均优 均优
3 均稳定 均小 均优 均优
4 均稳定 均小 均优 均优
5 均稳定 均小 均优 均优
6 均稳定 均小 均优 均优
7 均稳定 均小 均优 均优
使用渗透探伤法，对实施例1碱性不锈钢焊条进行焊接试验所得焊缝，检查它们的出现裂纹的长度；具体地说，对实施例1的碱性不锈钢焊条用三种电流进行焊接试验，得到三份焊缝，每份焊缝划定长宽200mm×20mm的区域，通过渗透探伤法测定并计算该200mm×20mm区域内出现的全部裂纹的总长度，以该裂纹总长度除以焊缝长200mm所得商值，作为裂纹比长值，计算该焊条所得三份焊缝的裂纹比长值的均值，计为“平均裂纹比长值”，该平均裂纹比长值越小表明裂纹越少，焊接效果越好。结果实施例1焊条的平均裂纹比长值为0.286。同法测定实施例2-7所得各种碱性不锈钢焊条进行焊接试验所得三份焊缝中的平均裂纹比长值，结果均在0.248～0.317范围内，这表明实施例1-7碱性不锈钢焊条施焊所得焊缝出现裂纹方面是不理想的。同法测定本发明实施例11-17所得各种碱性不锈钢焊条进行焊接试验所得三份焊缝中的平均裂纹比长值，结果均在0～0.008范围内，例如实施例11焊条所得三份焊缝的平均裂纹比长值为0.004，这表明实施例11-17碱性不锈钢焊条施焊所得焊缝出现裂纹方面显著优于其它焊条。同法测定本发明实施例18-21所得各种碱性不锈钢焊条进行焊接试验所得三份焊缝中的平均裂纹比长值，结果均在0.213～0.331范围内，例如实施例18之参照实施例11所得焊条的三份焊缝的平均裂纹比长值为0.267，这表明实施例18-21碱性不锈钢焊条施焊所得焊缝出现裂纹方面是不理想的。根据这些结果，出人意料地发现，当在制备焊条时，使钛白粉、云母、纯碱预先使用本发明步骤(2)特定方法进行预处理后，制得的焊条比之于常规方法所得焊条进行施焊时，所得焊缝具有显著更优的性能，尤其是焊缝出现裂纹方面呈现显著更优的性能，这种结果是现有技术根本无法预期的。
实施例11：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石45份、萤石25份、石英2份、钛白粉1份、云母1份、金属铬4份、电解锰1份、硅铁2份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ5.0mm的ER308焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308-1。
使用本实施例所得的碱性药皮不锈钢焊条E308-1对308不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)150A、(ii)175A、(iii)200A三种条件进行。
实施例12：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石40份、萤石30份、石英3份、钛白粉1份、云母1份、金属铬6份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER309焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E309-2。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E309-2对309不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例13：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石40份、石英4份、钛白粉3份、云母2份、金属铬8份、电解锰2份、硅铁5份、纯碱0.75份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER310焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E310-3。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E310-3对310不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例14：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石35份、石英5份、钛白粉5份、云母4份、金属铬2份、电解锰2份、硅铁4份、纯碱1份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ3.2mm的ER316焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E316-4。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E316-4对316不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)90A、(ii)100A、(iii)110A、(iv)120A三种条件进行。
实施例15：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石38份、萤石32份、石英3.5份、钛白粉3份、云母2.5份、金属铬5份、电解锰2份、硅铁3份、纯碱0.75份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为22.5重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER308焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E308-5对308不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例16：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石30份、萤石40份、石英2份、钛白粉5份、云母1份、金属铬8份、电解锰1份、硅铁5份、纯碱0.5份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为20重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER308L焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E308L-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E308L-5对308L不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例17：制备碱性药皮不锈钢焊条
以重量份计，药皮粉料配方为：大理石45份、萤石25份、石英5份、钛白粉1份、云母4份、金属铬2份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱1份；以每100重量份上述药皮粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为25重量份。
制法：(1)使各粉料预处理(通过粉碎)至可通过120目的细粉；(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70℃处静置24小时，开封晾干，粉碎至可通过120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯(Φ4.0mm的ER316L焊芯)上；(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条，在此称为不锈钢焊条E316L-5。
使用本实施例所得药皮的碱性不锈钢焊条E316L-5对316L不锈钢焊块进行相应焊接，焊接电流分别选择(i)120A、(ii)140A、(iii)160A三种条件进行。
实施例18：制备碱性药皮不锈钢焊条
分别参照实施例11～17的配方和制法，不同的仅是在制法步骤(2)中三组份预混料改为二组份预混料(钛白粉不在此时机添加，而是在后面与其它物料一起添加)，得到7种焊条，它们分别参照各自的实施例11～17使用三种电流进行焊接，每种焊条得到三份焊缝。
实施例19：制备碱性药皮不锈钢焊条
分别参照实施例11～17的配方和制法，不同的仅是在制法步骤(2)中三组份预混料改为二组份预混料(云母不在此时机添加，而是在后面与其它物料一起添加)，得到7种焊条，它们分别参照各自的实施例11～17使用三种电流进行焊接，每种焊条得到三份焊缝。
实施例20：制备碱性药皮不锈钢焊条
分别参照实施例11～17的配方和制法，不同的仅是在制法步骤(2)中三组份预混料改为二组份预混料(纯碱不在此时机添加，而是在后面与其它物料一起添加，钾钠水玻璃用量仍然与处方中的纯碱量相同)，得到7种焊条，它们分别参照各自的实施例11～17使用三种电流进行焊接，每种焊条得到三份焊缝。
实施例21：制备碱性药皮不锈钢焊条
分别参照实施例11～17的配方和制法，不同的仅是在制法步骤(2)中钛白粉、云母、纯碱、钾钠水玻璃混合均匀后立即晾干(未经历密闭条件下于70℃处静置24小时)，得到7种焊条，它们分别参照各自的实施例11～17使用三种电流进行焊接，每种焊条得到三份焊缝。
以上实施例11～17所得不锈钢焊条在三种焊接电流条件下进行焊接，结果显示，7种焊条在三种电流条件下的工艺性能，电弧稳定性均是稳定的、飞溅性均小的、脱渣性均优的、焊缝成型均优的，典型的结果记录于如下表2。
表2：焊接工艺性记录(三种电流条件)
实施例 电弧稳定性 飞溅 脱渣性 焊缝成型
11 均稳定 均小 均优 均优
12 均稳定 均小 均优 均优
13 均稳定 均小 均优 均优
14 均稳定 均小 均优 均优
15 均稳定 均小 均优 均优
16 均稳定 均小 均优 均优
17 均稳定 均小 均优 均优
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (13)

1.一种碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，它是由下述重量份比例的粉料与钾钠水玻璃混合后压涂于不锈钢焊芯上，再经干燥而成；所述粉料由如下重量份配比的组分组成：大理石30-45份、萤石25-40份、石英2-5份、钛白粉1-5份、云母1-4份、金属铬2-8份、电解锰1-3份、硅铁1-5份、纯碱0.5~1份；所述钾钠水玻璃用量是所述粉料总重量的20~25%；该碱性药皮不锈钢焊条是按照包括如下步骤的方法制备得到的：
(1)使各粉料通过粉碎预处理至120目的细粉；
(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70°C处静置24小时，开封晾干，粉碎至120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上；
(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条。
2.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述不锈钢焊芯是选自下列的不锈钢焊芯：ER308、ER309、ER310、ER316、ER308L、ER316L不锈钢焊芯。
3.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述不锈钢焊芯的规格为Ф3~5mm。
4.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述不锈钢焊芯的规格为Ф3.2mm、Ф4.0mm或Ф5.0mm。
5.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述钾钠水玻璃的钾钠比为1:1、2:1或3:1。
6.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英2份、钛白粉1份、云母1份、金属铬4份、电解锰1份、硅铁2份、纯碱0.5份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
7.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石40份、萤石30份、石英3份、钛白粉1份、云母1份、金属铬6份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱0.5份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
8.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英4份、钛白粉3份、云母2份、金属铬8份、电解锰2份、硅铁5份、纯碱0.75份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
9.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石35份、石英5份、钛白粉5份、云母4份、金属铬2份、电解锰2份、硅铁4份、纯碱1份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为23重量份。
10.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石38份、萤石32份、石英3.5份、钛白粉3份、云母2.5份、金属铬5份、电解锰2份、硅铁3份、纯碱0.75份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为22.5重量份。
11.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石30份、萤石40份、石英2份、钛白粉5份、云母1份、金属铬8份、电解锰1份、硅铁5份、纯碱0.5份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为20重量份。
12.根据权利要求1所述的碱性药皮不锈钢焊条，其特征在于，所述粉料的重量份配比为：大理石45份、萤石25份、石英5份、钛白粉1份、云母4份、金属铬2份、电解锰3份、硅铁1份、纯碱1份；以每100重量份上述粉料总量计添加的钾钠水玻璃量为25重量份。
13.制备权利要求1~12任一项所述碱性药皮不锈钢焊条的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)使各粉料通过粉碎预处理至120目的细粉；
(2)将配方量的钛白粉、云母、纯碱三者以及与纯碱等重量的钾钠水玻璃混合均匀，在密闭条件下于70°C处静置24小时，开封晾干，粉碎至120目的细粉，得三组份预混料；将三组份预混料与其余各粉料混合均匀，向其中加入余量钾钠水玻璃，混合均匀，用油压机压涂于不锈钢焊芯上；
(3)使步骤(2)所得焊条低温晾干后，经高温烘干，得到碱性药皮的不锈钢焊条。
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