專(zhuān)利名稱(chēng)：低氫型下行連續(xù)焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種低氫型電焊條。
在造船和各種現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接中，立焊所占的比重很大，尤其是近年來(lái)，長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里的輸油、輸氣管線的施工建設(shè)，在野外安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的管接頭焊接工作量十分巨大，為了提高它的焊接效率和質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外都在致力于下行焊條的開(kāi)發(fā)。
低氫型下行焊條，必須要有較大的電弧吹力，焊接熔渣應(yīng)具有合適的物理特性(高溫粘度、表面張力等)，使液體金屬與熔渣不過(guò)分下淌，以致影響焊接操作的進(jìn)行，并要求有較高的抗氣孔能力。
通常，焊接電流增加，可提高電弧吹力，但同時(shí)由于電弧功率的增加，使熔渣和液體金屬溫度升高，導(dǎo)致其高溫粘度下降，因此，不宜單純通過(guò)增加電流的途徑來(lái)提高電弧吹力。主要應(yīng)調(diào)整焊條藥皮成分，來(lái)獲得較大的電弧吹力和使焊接熔渣具有合適的物理特性。
本發(fā)明的目的，在于提供一種適用于立焊的低氫型下行連續(xù)焊條。
本發(fā)明通過(guò)將藥皮涂在焊芯上制成，藥皮各組分及其百分含量為碳酸鹽(CaCO3、MgCO3、BaCO3)45～60％，其中MgCO3+BaCO3＜15％；金屬氟化物2～7％，且碳酸鹽與金屬氟化物之比為9.5～12.5；Fe和/或Mn的高價(jià)氧化物2～7％，且Fe3O4/MnO2＝0.3～1。藥皮中其余成分為脫氧劑為下列一種以上Si 2～9％，Mn 3～5％，Ti 1～10％，Al.Mg 0.3～1.5％，C 0.1～0.5％；造渣劑為下列一種以上TiO21～12％，SiO22～5％或海泡石3～6％，其它為增塑劑等。按上述配方組成的藥皮，用水玻璃作粘接劑壓涂在H08A/E鋼芯上，在電接點(diǎn)成形機(jī)上開(kāi)出電接點(diǎn)(槽)后即成為低氫型下行連續(xù)焊條。
本發(fā)明的下行焊連續(xù)焊條藥皮具有電弧吹力大，熔渣粘度及表面張力合適、抗氣孔能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
藥皮中各組份的主要作用及限制原因簡(jiǎn)述如下碳酸鹽選用CaCO3、MgCO3、BaCO3，它們?cè)陔娀「邷叵露寄芊纸獬鯟O2，作為保護(hù)氣體，其分解產(chǎn)物CaO、MgO、BaO是堿性渣系的主要組成物，本身具有較高的熔點(diǎn)和粘度，當(dāng)含量小于45％時(shí)，造氣量不足，電弧吹力小，渣粘度小，使熔渣下淌，影響焊接操作，當(dāng)含量大于60％時(shí)，電弧氧化性氣氛過(guò)強(qiáng)，飛濺顯著增加，且熔渣因粘度過(guò)高，透氣性差，表面張力過(guò)大，使熔渣成團(tuán)，復(fù)蓋不全，造成焊縫表面凹坑增多，焊縫成形變差。
CaCO3由于CaO具有較低的電離電位，有利于穩(wěn)定電弧。MgCO3由于MgO可增加陰極壓降，使電弧電壓升高，增加焊道寬度，在同等電弧輸入熱功率情況下，因熔池寬度增大，而減少單位面積上的熔化金屬，有利于防止鐵水下淌，但MgCO3加入量太多，使電弧爆燥，電弧不穩(wěn)，甚至?xí)霈F(xiàn)斷弧。BaO、MgO與CaO在1400℃時(shí)的表面張力因素分別為366、512和614(dyn/cm)，加入BaCO3后可調(diào)節(jié)熔渣的表面張力，提高熔渣透氣性，減少焊縫表面凹坑，MgCO3+BaCO3要控制在15％以內(nèi)。
金屬氟化物的構(gòu)成，可以是CaF2、MgF2、AlF3及Na2SiF6中的一種或兩種以上。氟化物通常是作為熔渣的稀釋劑而加入的，在下行焊時(shí)，隨著氟化物的增多，熔渣的表面張力增加，成為團(tuán)狀，分布于焊縫兩側(cè)，且使電弧穩(wěn)定性變差。氟化物含量太多，則熔渣變稀，出現(xiàn)下滴，但氟化物太少，則去氫能力太弱，氣孔敏感性很大，尤其是在引弧處，很易出現(xiàn)蜂窩狀氣孔。因此，氟化物加入量為2～7％，且碳酸鹽與金屬氟化物之比應(yīng)控制在9.5～12.5之間為宜。加入MgF2可增加焊道寬度，減少單位面積上的熔化金屬量，防止鐵水下淌。AlF3及Na2SiF6的氣化溫度遠(yuǎn)較CaF2為低，它們?cè)?00℃時(shí)已有30％氣化，有效地降低了電弧氣氛中H2、N2的分壓，降低了氣孔敏感性，但Na2SiF6加入量不能太多，超過(guò)2％時(shí)，就容易引起涂料硬化，影響焊條壓涂性。
Fe和/或Mn的高價(jià)氧化物加入量為2～7％時(shí)，且Fe3O4/MnO2＝0.3～1，F(xiàn)e3O4和MnO2作為一種活性氧化劑，一方面在高溫下分解出O，通過(guò)起到去氫作用，另一方面，增加熔池的氧化性，使液態(tài)金屬中氫的熔解度降低。而它們的低價(jià)氧化物FeO和MnO，可用來(lái)調(diào)節(jié)熔渣的粘度及表面張力，提高熔渣與液體金屬的浸潤(rùn)性，降低焊縫凸度，使焊道截面變得平整或略為下凹。加入量大于7％時(shí)，則飛濺明顯增大，鐵水變稀，熔渣下淌嚴(yán)重，影響焊接操作的進(jìn)行，同時(shí)，熔渣氧化性太強(qiáng)，使脫渣性變差，此外，F(xiàn)e3O4與MnO2與藥皮和焊芯中的C在熔滴端部反應(yīng)，產(chǎn)生CO和CO2，這種冶金反應(yīng)的爆破效能，可使熔滴細(xì)化，增加電弧吹力。MnO2的加入還可改善焊接工藝性能，如飛濺減少等。
藥皮中其余成分，脫氧劑采用Si、Mn、Ti聯(lián)合脫氧，加入適量的AlMg合金，不但能起脫氧作用，而且可提高焊條的交流穩(wěn)弧性，也有利于氣孔的消除。造渣劑中TiO2有利于提高電弧穩(wěn)定性，細(xì)化熔滴，且隨著TiO2增加，熔渣的凝固溫度范圍減小，亦即造成“短渣”性，有利于控制熔渣下淌，這樣，就可減慢下行焊條的焊接速度，而這對(duì)焊接施工是極為有利的，藥皮中的SiO2量要嚴(yán)格控制，這SiO2主要是從水玻璃中帶入的，SiO2能與CaO結(jié)合成復(fù)合硅酸鹽，急劇降低熔渣的熔點(diǎn)及粘度，使熔渣下淌，因此要控制在5％以下。
為了提高焊條的熔敷效率，可在藥皮中加入30％以下的還原鐵粉，制成E××48型下行連續(xù)焊條。也可在藥皮中加入適量的Fe-Mo、微碳Fe-Cr及Ni粉等，以獲得不同強(qiáng)度等級(jí)的低氫型下行連續(xù)焊條。
本發(fā)明的低氫型E5015型碳鋼下行連續(xù)焊條藥皮成份實(shí)施例示于表1表1％CaCO3MgCO3BaCo3CaR2MgF2Na2SiF3TiO2∑Fe Ti Si Mn AlMg Fe3O4MnO2其它48.3 4 5.92 1 1.53.2 21.7 4.5 3 30.5 1.5 2.0 2.9焊縫金屬化學(xué)成分及力學(xué)性能示于表2C SiMn δb δ0.2 δ5 AKv-30℃MPa MPa ％ J0.08 0.25 0.97 526 416 25 72-138/76本發(fā)明的低氫型E6048型下行連續(xù)焊條藥皮成分實(shí)施例示于表3表3 ％CaCO3MgCO3BaCO3CaF2AlF3MgR2TiO2∑Fe Ti Si Mn AlMg Mo Fe3O4MnO2其它38.64.92.4 2.0 1.51.2 1.4 38.3 3.2 2 4 0.3 1.51.1 2.52.1焊縫金屬化學(xué)成分及力學(xué)性能示于表4C SiMn MONi δb δ0.2 δ5 AKv-40℃MPa MPa ％ J0.07 0.35 1.4 0.25 0.63 631 520 24 83-142/88
權(quán)利要求
1.一種低氫型下行連續(xù)焊條，由藥皮涂在焊芯上制成，其特征在于藥皮各組分及其百分含量為碳酸鹽(CacO3、MgCO3、BaCO3)45～60％，其中MgCO3+BaCO3＜15％；金屬氟化物2～7％，且碳酸鹽與金屬氟化物之比為9.5～12.5；Fe和/或Mn的高價(jià)氧化物2～7％；且Fe3O4/MnO2＝0.3～1，藥皮中其余成分為脫氧劑為下列一種以上Si 2～9％，Mn 3～5％，Ti 1～8％，AlMg 0.3～1.5％，C 0.1～0.5％；造渣劑為下列一種以上TiO21～12％，SiO22～5％或海泡石3～6％，其它為增塑劑等，按上述配方組成的藥皮，用水玻璃作粘接劑，涂在焊芯上，制成低氫型下行連續(xù)焊條。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的低氫型下行連續(xù)焊條，加入不超過(guò)總量30％的還原鐵粉，制成E××48型下行連續(xù)焊條。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的低氫型下行連續(xù)焊條，加入一定量的Fe-Mo、微碳鉻鐵及Ni粉等，制成焊接不同程度強(qiáng)度等級(jí)的低氫型低合金高強(qiáng)鋼下行連續(xù)焊條。
全文摘要
一種低氫型下行連續(xù)焊條,通過(guò)將藥皮涂在焊芯上制成,藥皮各組分及其百分含量為:碳酸鹽(CaCO
文檔編號(hào)B23K35/36GK1188035SQ9710882
公開(kāi)日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1997年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月15日
發(fā)明者吳樹(shù)雄, 鐘易平 申請(qǐng)人:珠海市萬(wàn)達(dá)焊條有限公司