CN85100364A - 一种碱性低氢电焊条 - Google Patents

Abstract

一种用于金属电弧焊接的碱性低氢焊条。目的在于获得良好的施焊交流稳弧性。

本焊条药皮成分包括大理石、萤石、石英、云母、锰铁、硅铁、钛铁、钛白粉、镁粉。在40-70伏空载电压下进行交流施焊时，具有令人满意的稳弧性，脱渣性和焊缝综合性能。

本焊条采用常规方法生产。

可用于结构钢或非结构钢焊接用。

Description

本发明是用于金属电弧焊接的新型碱性低氢电焊条。众所周知，碱性低氢焊条具有优良的理化性能。因此，重要结构的焊接必须使用碱性低氢焊条，随着工业技术的发展，高强钢的应用日益广泛，对压力容器，船舶，重型机械，大型建筑等重要结构焊缝的综合机械性能的要求亦日益苛刻。因此，对碱性低氢焊条质量要求愈来愈高，国内外由此对碱性低氢焊条进行了大量的研究。根据统计资料反映，七十年代，国外焊接材料方面的专利以碱性低氢焊条最多，说明了人们迫切希望改进碱性低氢焊条性能的愿望。

工艺性能差是碱性低氢焊条的通病。目前，国内、外改进碱性低氢焊条性能的主攻方向集中在改善交流稳弧性，消除引弧气孔，提高焊条抗气孔能力，改进脱渣性等方面。

在改善交流稳弧性方面，希望强度级别在50公斤/mm²以下的碱性低氢焊条都能在通常60-70V空载电压下进行交流施焊。目前，国内的T506焊条尚不能满足实际交流施焊的要求，特别是在空载电压小于70-75伏情况下，交流施焊非常困难，往往不得不仍采用直流施焊。国外有些碱性低氢焊条的交流稳弧性较国内碱性低氢焊条要好一些，但在通常60-70伏空载电压下进行交流施焊仍然困难。有人采用了一些办法来改善交流稳弧性，有代表性的如：日本专利昭52-46894提出：采用双层药皮的办法提高碱性低氢焊条的稳弧性。然而，用双层药皮的方法虽然可改善其交流稳弧性，但不能完全消除CaF₂对交流稳弧性的不利影响。而且，焊条生产需要专门的双层药皮焊条涂压机。此外，还有人提出：在药皮中加入碳酸铯，铝镁合金，铁粉、石墨粉等，以改善交流稳弧性。

虽然，国内外在改善碱性低氢焊条交流稳弧性方面进行了大量的研究工作，取得了一些进展，但始终未能将这个问题彻底解决。因此，使硷性低氢焊条的交流稳弧性得到突破性的提高，以能像酸性焊条一样普遍采用交流施焊，这仍是一个急需解决的课题。

碱性低氢焊条的脱渣性普遍较差，严重影响焊接生产率和焊接质量的提高。因此，国外也对此进行了大量的研究。例如：苏联H·K·ПО×ОДНr和B·N·KA P MaHOB在《硷性焊条的脱渣性》一文中指出：用数字统计方法，确定了脱渣冲击功和渣中CaO，SiO₂，CaF₂含量之间的回归方程，并认为：当溶渣中含CaO40-60%，SiO₂20-40%，CaF₂4-20%时具有较好的脱渣性。苏联专利55980认为：硷性低氢焊条脱渣性较差的主要原因是碱性溶渣与焊缝金属之间的膨胀系数相差太小，并提出在药皮中加ZrO₂油页岩可明显改进脱渣性。日本专利昭50-106834提出在硷性低氢焊条用药皮配方中加入多量的萤石及铝镁合金脱氧可提高焊条的脱渣性等，国内外在改善脱渣性方面虽取得进展，但同样未能彻底解决这一问题。

本发明的目的是研制一种新型的硷性低氢电焊条、使该新型焊条的交流稳弧性得到突破性的提高，达到酸性焊条的同等水平。并使其具有优良的脱渣性和其它综合性能。

根据本发明的目的，通过一系列的实验和数据处理、建立焊条各项性能指标的回归方程，经伏化处理后，以断弧长度值最大，平均灭弧次数最少以及脱渣率最高时的焊条配方为基础，由其他性能的回归方程和性能总分的回归方程以及试验确定的主要工艺性能规律曲线，综合考虑各成份对其他工艺性能以及机械性能的影响，确定了本发明的成份范围（重量百分比）：

大理石    50-20%

萤石    4-20%

石英    20-2%

云母    5-0%

锰铁    2-10%

硅铁    2-10%

钛铁    2-10%

钛白粉    0-10%

铁粉    0-10%

镁粉    10-0%

碳酸钠    5-0%

碳酸钾    0-8%

本发明电焊条的药皮成份还可以在上述基础上增加锰铁或钛铁或硅铁的含量，或加入其它铁合金及合金成份，制成具有本发明电焊条之稳弧性的结构钢或非结构钢焊接用硷性低氢电焊条。

普通T506焊条必须在空载电压大于70-75伏条件下才能进行交流施焊，国产质量较好的T422焊条在40伏空载电压下交流施焊，尚有明显的灭弧现象。本发明的电焊条在40-70伏交流空载电压下施焊，引弧容易，电弧非常稳定，无灭弧现象。其交流稳弧性测试数据如表1。

由于本发明之电焊条的交流稳弧性特别优良，因此在使用时不但可彻底摆脱直流焊机，完全采用交流施焊，还可方便地将通常的直流焊机改装成低空载电压交流焊机，从而在低空载交流电压下施焊，以大大节约电能（见表2）。

表1    本发明电焊条稳弧性测试数据与其它焊条的比较

表2    不同交流空载电压下施焊初级输入电流值测试数据

交流空载电压    焊接电流    初级输入电流    网络电压

（伏）    （A）    （A）    （V）

43    150    19    390

60    150    26    390

72    150    32    390

本发明的电焊条具有优良的平面焊缝和坡口焊缝脱渣性能，其第一层坡口脱渣率达90%左右，低氢性能，理化性能均可达到普通T506、T507焊条的较好水平（表3），其他综合性能亦为良好。

表3    本发明电焊条焊缝机械性能和低氢性能的测试数据

抗拉强度σ_b延伸率 常温U型冲击 汽弯 焊缝扩散

值α_k（kg/m/ 氢含量

kg/mm²δ（%） cm²） （180°） （ml/100g）

56.24    33.5    21.5    无裂

55.19    30.7    22.0    无裂    2.4

56.62    33.0    25.0    良好（小于0.3m/m

裂一个）

作为本发明实施例的一组焊条药皮成份组成为：大理石40%、萤石16%、石英5%、云母2%、锰铁8%、硅铁5%、钛铁5%、钛白粉5%、铁粉7%、镁粉1%、碳酸钠3%、碳酸钾3%（均为重量百分比）。按上述组成配比后，每100kg药粉加入约24公斤的钠水玻璃（模数：2.8～3.0，浓度：48°Be）作为粘结剂，用普通硷性低氢电焊条制造方法即可获得本发明的电焊条。

Claims (2)

1、本发明是一种硷性低氢电焊条，其特征在于，它是一种其药皮成份(重量百分比)为如下范围的电焊条：

大理石  50--20%

萤石    4--20%

石英    20--2%

云母    5--0%

锰铁    2--10%

硅铁    2--10%

钛铁    2--10%

钛白粉  0--10%

铁粉    0--10%

镁粉    10--0%

碳酸钠  5--0%

碳酸钾  0--8%

2、根据权利要求1所述电焊条，其特征还在于，药皮成份还可以在上述基础上增加锰铁或钛铁或硅铁的含量，或加入其它铁合金及合金成份，制成具有本发明电焊条之稳弧性的结构钢或非结构钢焊接用碱性低氢型电焊条。