一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异焊条制造技术

本发明专利技术公开了一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20%，萤石1-5%,冰晶石5-20%，碳酸锶1-5%，锆石英0.1-3%，硼铁0.1-0.5%及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1%C，0-0.004%S，0-0.005%P。该电焊条低飞溅、焊缝金属超低氢、低温韧性优异，适应全位置焊接。

The utility model relates to an excellent welding rod with low splash, ultra-low hydrogen and -100 DEG impact toughness

The invention discloses a low spatter, low hydrogen, -100 c excellent impact toughness electrode, including coating and welding, which is characterized in that the coating become group by weight percentage: 5-20% marble, fluorite 1-5%, cryolite 5-20%, strontium carbonate 1-5%, zirconium quartz 0.1-3%, 0.1-0.5% and the amount of boron binder; core by weight percentage of low-alloy steel, low sulfur and phosphorus 0-0.1%C, 0-0.004%S, 0-0.005%P. The utility model has the advantages of low spatter, super low welding metal, low hydrogen and low temperature toughness, and is suitable for welding in all positions.

【技术实现步骤摘要】
一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异焊条
本专利技术涉及一种低温钢用电焊条，特别涉及一种超低氢含量的低温钢电焊条。
技术介绍
世界经济和社会发展带动了能源领域的快速发展。用于储存乙烯，液化石油气、液化天然气的球罐及关联储运装备带动了低温钢及配套焊接材料的发展。由于罐体结构复杂、建造拘束度大、常常需在野外施工等条件常常导致焊接冷裂纹出现，损坏焊接质量、给结构安全带来隐患。而焊接扩散氢含量直接决定了冷裂纹敏感性，因此行业继续超低氢焊材。为确保结构安全，以-100℃使用的3.5Ni钢低温压力容器钢(美标SA203E)为例，其配套焊条需要具备扩散氢低于5ml/100g、-100℃冲击功大于47J、低飞溅和焊接成型美观等优点。已有技术201410353825提供了一种可满足扩散氢低于4ml/100g焊条，药皮在35-45％大理石基础上，添加氧化镁、硼砂和氟化稀土来降低焊缝金属扩散氢。已有技术201410171103采用40-50％大理石、2-5％碳酸钡，以及稀土硅铁合金和氟化稀土获得了扩散氢含量低于3.5ml/100g焊缝金属。但大理石含量35％以上，会增加影响焊接飞溅，不利于焊接质量控制。已有技术201310322476提供了一种可满足-100℃冲击功要求的焊条，其药药皮采用30-50％大理石，20-30％萤石，0.5-2％铝镁合金来获得低温韧性。大量萤石添加会破坏电弧稳定性、影响焊缝成型性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供低焊接飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异的电焊条、其焊接电弧稳定性好、低飞溅、脱渣性能优异、焊缝金属的扩散氢含量低于5ml/100g，焊缝金属的-100℃冲击功满足技术要求。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种低温钢超低氢焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20％，萤石1-5％,冰晶石5-20％，碳酸锶1-5％，锆石英0.1-3％，硼铁0.1-0.5％及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1％C，0-0.004％S，0-0.005％P。作为进一步选择，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20％，萤石1-5％,冰晶石5-20％，碳酸锶1-5％，锆石英0.1-3％，硼铁0.1-0.5％，镍镁合金0.5-3％，铝硅合金0.5-3％及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1％C，0-0.004％S，0-0.005％P，0-5％Ni，0-2％Mo。作为进一步选择，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20％，萤石1-5％,冰晶石5-20％，碳酸锶1-5％，锆石英0.1-3％，硼铁0.1-0.5％，镍镁合金0.5-3％，铝硅合金0.5-3％，0.1-2％稀土氧化物，0.2-0.8％海藻酸盐，及适量粘结剂等；还含有0.1-1％的长石和云母中的一种或一种以上；还含有0.1-5％的铁粉、钼粉或钼铁、镍粉或镍铁中的一种或以上；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1％C，0-0.004％S，0-0.005％P，0-5％Ni，0-2％Mo，0-0.5％Nb。按上述配比配置外皮药粉和焊芯。药粉搅拌混合均匀后，加入重量为药皮18-25％的粘结剂，然后送入压条机将其包覆于焊芯上，可制得直径2.0-5.0mm规格的电焊条。药皮中各组成说明如下：大理石：一方面利用其高温状态下分解的CO2对熔池提供保护，一方面利用其产生的CaO进行造渣，清洁焊缝金属，改善脱渣性能。含量过高，会增加飞溅；含量过低，对焊接熔池保护不利，使得焊接熔池过度氧化，会降低力学性能。因此，其优选含量是5-20％。萤石：用于焊接熔池中的脱硫和脱氢，在降低扩散氢含量的同时，也利于改善焊缝金属的低温韧性。含量过低，脱氢作用有限；含量过高，降低电弧稳定性、增加焊接飞溅的同时，也降低了工艺性能。因此，其优选含量是1-5％。冰晶石：一种氟化物，主要成分是Na2AlF6，主要用于与萤石复合脱氢。与萤石相比，高温状态下电离出的Na离子对电弧影响相对较小，其对焊接飞溅和焊道成型影响也较小。此外，分离出的Al离子与焊接熔池中的氧结合，利于降低氧含量、焊接熔池造渣、改善脱渣性能。其优选含量是5-20％。碳酸锶：一方面具备大理石的作用，另一方面是能够提高焊条表面药粉的吸潮能力，从而降低焊缝金属中的扩散氢含量。优选含量是1-5％。锆石英：是氧化锆和氧化硅的复合氧化物，氧化硅含量不超过60％，两者的含量在90％以上。氧化锆主要用于焊接熔池中脱氧来改善熔池纯净度，从而改善焊缝金属低温韧性。氧化硅主要用于调节焊接熔渣的成分和结构，一方面能够吸附焊接熔池中已形成的夹杂物，另一方面确保焊接熔渣容易脱落、且能在焊道表面形成微细波纹，从而提高焊道表面质量。其优选含量是0.1-3％。硼铁：利用硼元素来细化焊接熔池的凝固柱状晶组织，从而提高焊缝金属的低温韧性。其优选含量是0.1-0.5％。镍镁合金：其中镁含量不高于40％，两者含量之和大于95％。镁用来对焊接熔池进行深度脱氧。镍主要用来向焊缝金属中过渡镍元素，从而满足焊缝金属所需要的低温冲击韧性。优选含量是0.5-3％。铝硅合金：硅含量不超过70％。一方面利用铝来细化焊接熔池的凝固柱状晶组织，从而提高焊缝金属的低温韧性。与硼铁复合添加时，会阻止熔池中氮元素与硼元素结合，从而提高硼铁的效果。另一方面，与锆萤石复合添加，从而精确控制焊接熔渣的成分、结构和熔点等性能，来提高焊接工艺性能。其优选含量是0.5-3％。稀土氧化物：利用其在焊接熔池中易于弥散分布的特点、以及吸附氢原子的能力，来降低焊缝金属中的扩散氢含量。其优选含量是0.1-2％。海藻酸盐：主要用于提高表面药皮的抗吸潮能力，此外也能改善压涂性能。其优选含量是0.2-0.8％。加入0.1-1％的长石和云母中的一种或一种以上，主要是用于改善造渣性能，并改善电弧稳定性。加入0.1-5％的铁粉、钼粉或钼铁、镍粉或镍铁中的一种或以上。一方面是向焊缝金属中过渡金属元素，提高力学性能，另一方面是改善焊条的熔敷效率。经换算，锆石英和铝硅合金中的硅含量之和不超过3％。否则焊缝金属中固溶的过多的硅元素会促进侧板条铁素体、贝氏体或马氏体等组织生成，会降低低温冲击韧性。粘结剂：加入适量粘接剂用于改善药皮的流动性和粘度，从而利于压涂性能改善焊芯成分设计说明如下：C，S，P：作为杂质元素，其含量分别不大于0.1％，0.004％，0.005％。Ni：用于向焊缝金属中过渡元素，来提高低温冲击韧性。考虑到药皮材料电弧物理特性，以及焊接过程中合金元素的过渡系数，其优选含量是0-5％。Mo:用于向焊缝金属中过渡金属元素，来提高强度和低温韧性。考虑药皮材料电弧物理特性，以及焊接过程中合金元素的过渡系数，其优选含量是0-2％。Nb：一方面用于细化焊接熔池的凝固组织，提高低温冲击韧性；另一方面利用其易于偏聚晶界的特点，防止局部粗大柱状晶的形成，改善低温韧性。优选含量是0-0.5％。与现有技术相比，本专利技术技术的有益效果至少在于：1、提供了一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异的电焊条。克服了现有技术大量使用大理石而带来的飞溅问题。本专利技术通过冰晶石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低飞溅、超低氢、‑100℃冲击韧性优异焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5‑20%，萤石1‑5%, 冰晶石5‑20%，碳酸锶1‑5%，锆石英0.1‑3%，硼铁0.1‑0.5%及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0‑0.1%C，0‑0.004%S，0‑0.005%P。

【技术特征摘要】
1.一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20%，萤石1-5%,冰晶石5-20%，碳酸锶1-5%，锆石英0.1-3%，硼铁0.1-0.5%及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1%C，0-0.004%S，0-0.005%P。2.一种低飞溅、超低氢、-100℃冲击韧性优异焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于以重量百分比计的药皮组成为：大理石5-20%，萤石1-5%,冰晶石5-20%，碳酸锶1-5%，锆石英0.1-3%，硼铁0.1-0.5%，镍镁合金0.5-3%，铝硅合金0.5-3%及适量粘结剂等；以重量百分比计的焊芯为低硫低磷低合金钢，0-0.1%C，0-0.004%S，0-0.005%P，0-5%Ni，0-2%Mo。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，
申请(专利权)人：海宁瑞奥金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33