一种含稀土钛铁矿型焊条及其制备方法技术

本发明专利技术公开的是焊接领域的一种含稀土钛铁矿型焊条及其制备方法，焊条包括焊芯和包裹焊芯的药皮涂层，所述药皮涂层包括以下重量百分比的原料：人造金红石：12％～15％，钛白粉：10％～15％，还原钛铁矿：20％～30％，中碳锰铁：4％～5％，长石：8％～10％，云母：5％～8％，大理石：5％～7％，海泡石：4％～6％，木粉：3％～4％，氧化镧：6％～8％，氧化铈：2％～4％。焊条药皮涂层中的主要成份为还原钛铁矿、人造金红石及钛白粉，通过适量添加稀土氧化物来改善引弧效果，促使焊缝中的非金属夹杂物弥散分布，减小焊缝奥氏体晶粒尺寸，并使奥氏体晶粒均匀化，提高焊缝的抗拉强度及冲击韧度，从而提高焊接接头的综合性能。提高焊接接头的综合性能。提高焊接接头的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种含稀土钛铁矿型焊条及其制备方法


[0001]本专利技术涉及焊接领域，尤其涉及一种含稀土钛铁矿型焊条及其制备方法。

技术介绍

[0002]焊接技术的发展基本上是焊接材料和焊接方法的发展，相辅相成，互相促进，又互相制约。随着国民经济的高速发展，中国电焊条产量也快速增长，普通产品价格较低、质量较稳定、市场的竞争激烈，大体上能满足经济建设及各行业工程建设及焊接需要，但是少数高端产品依旧需要进口。
[0003]目前我国常用的J422焊条，是强度等级为420MPa的低碳钢焊条，其焊缝金属塑性、韧性良好，焊接性能优良，目前是国内使用最广泛的一种焊条。近年来，碳钢焊条国标的不断更新因而对J422产品的技术指标越来越高，其明显的标志是焊缝金属的力学性能A
KV
(J)冲击值、焊接接头的冷弯指标和抗裂性全方位的焊接工艺性能，特别是T型接头角焊的成型的焊接尺寸以及对直径DZ2小规格焊条的再引弧性能的很高，要求通常要10秒。此外，虽然J422焊条交、直流焊机均可使用，但使用直流或逆变容易发生偏弧现象，电流选择不当容易产生夹渣、未焊透等缺陷，一般用于普通钢铁类结构焊接，对强度无特别要求，尤其冲击韧度较差。因此，如何使J422产品的焊接工艺性能，焊缝金属的力学性能和其它的综合性能得到提高，是摆在广大研究人员面前的紧迫任务。

技术实现思路

[0004]为克服现有J422焊条存在的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可改善引弧效果，并提高焊接综合性能的含稀土钛铁矿型焊条及其制备方法。
>[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种含稀土钛铁矿型焊条，包括焊芯和包裹焊芯的药皮涂层，所述药皮涂层包括以下重量百分比的原料：人造金红石：12％～15％，钛白粉：10％～15％，还原钛铁矿：20％～30％，中碳锰铁：4％～5％，长石：8％～10％，云母：5％～8％，大理石：5％～7％，海泡石：4％～6％，木粉：3％～4％，氧化镧：6％～8％，氧化铈：2％～4％。
[0007]进一步的是，所述焊芯采用H08A，其化学成分的重量百分比为：C：0.10％、Si：0.03％、Mn：0.35％～0.60％、Cr：0.20％、Ni：0.30％、S≤0.03％、P≤0.03％。
[0008]进一步的是，还包括粘结剂，所述粘结剂为水玻璃，水玻璃的加入量为原料总重量的10～15％，模数为2.2～2.6。
[0009]进一步的是，所述人造金红石中TiO2的含量≥87％，粒度不大于80目；钛白粉中TiO2的含量≥93％，粒度不大于120目；还原钛铁矿中TiO2的含量≥55％，粒度不大于80目。
[0010]进一步的是，所述中碳锰铁中Mn的含量为78％～85％，C的含量为1％～1.5％，粒度不大于80目。
[0011]进一步的是，所述长石中SiO2的含量为60％～70％，Al2O3的含量为18％～23％，粒度不大于80目；所述云母中SiO2的含量为52％～62％，Al2O3的含量为18％～22％，粒度不大
于80目。
[0012]进一步的是，所述大理石中CaO的含量为30％～31％、MgO的含量为21.5％～22.5，粒度不大于80目。
[0013]进一步的是，所述海泡石中SiO2的含量为50～65％，MgO的含量为12～24％，粒度不大于80目。
[0014]进一步的是，所述氧化镧和氧化铈的纯度≥99.99％，粒度不大于10目。
[0015]对于上述含稀土钛铁矿型焊条的制备方法，包括以下步骤：
[0016]a、将焊芯用砂纸打磨去锈，校直，备用；
[0017]b、按药皮涂层的组分将各原料称出并混在一起，搅拌充分；
[0018]c、往原料中逐渐加入水玻璃，并轻轻搅拌直至原料形成面团状；
[0019]d、将混好的湿粉沿着焊芯一点一点的捏上去，然后在玻璃上轻轻滚动，使药皮均匀，焊条的一端留出20mm的无药皮端作为夹持端，非夹持端留出焊芯；
[0020]e、搓好的焊条经24小时晾干，然后再放入烘箱内在180℃～220℃的温度下烘烤2小时。
[0021]本专利技术的有益效果是：焊条药皮涂层中的主要成份为还原钛铁矿、人造金红石及钛白粉，通过适量添加稀土氧化物来改善引弧效果，促使焊缝中的非金属夹杂物弥散分布，减小焊缝奥氏体晶粒尺寸，并使奥氏体晶粒均匀化，提高焊缝的抗拉强度及冲击韧度，从而提高焊接接头的综合性能。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的焊条XRD结果分析图。
[0023]图2是本专利技术最高衍射峰偏移值图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]本专利技术所提供的一种含稀土钛铁矿型焊条，包括焊芯和包裹焊芯的药皮涂层，所述药皮涂层包括以下重量百分比的原料：人造金红石：12％～15％，钛白粉：10％～15％，还原钛铁矿：20％～30％，中碳锰铁：4％～5％，长石：8％～10％，云母：5％～8％，大理石：5％～7％，海泡石：4％～6％，木粉：3％～4％，氧化镧：6％～8％，氧化铈：2％～4％。
[0026]相比传统的J422焊条，本申请采用了还原钛铁矿作为主要成份，还原钛铁矿既能作为促进焊条引弧、保证电弧燃烧稳定性的稳弧剂，又可作为保护溶池，隔绝大气不良影响，让焊缝冷却速度迟缓，改善焊缝成型的造渣剂。同时，通过适量添加稀土氧化物可进一步改善引弧效果，促使焊缝中的非金属夹杂物弥散分布，减小焊缝奥氏体晶粒尺寸，并使奥氏体晶粒均匀化，提高焊缝的抗拉强度及冲击韧度，从而提高焊接接头的综合性能。
[0027]对于还原钛铁矿的制备过程，本申请采用的是，先将钛铁矿进行筛分后，加入复合添加剂(即分析纯氯化钠和四硼酸钠)和粘结剂(即工业纯硅酸钠)进行再磨、润磨后，并按照合适的造球工艺参数制备成复合球团，球团经预氧化后，配加适量的焦炭装填于管式炉中进行还原，还原产物经惰性气体冷却，分离还原球团和残炭、灰份，还原球团经破碎至相应颗粒制得焊条用还原钛铁矿。具体包括以下步骤：
[0028]1、复合球团的制备钛铁矿经过筛分，选取40目矿进行再磨，粒度磨至小于140目的占60％
‑
80％，配加5％的复合添加剂通过润磨10min后，然后加6
‑
10％水和5％的粘结剂进行造球，取直径为8
‑
10mm球团自然风干。复合球团配料工艺参数：粘结剂用量占钛铁矿的1
‑
5％，复合添加剂用量占钛铁矿的1
‑
5％。
[0029]2、复合球团的预氧化焙烧。钛精矿在850℃温度下氧化焙烧30min。
[0030]3、复合球团干燥固结。将造好的球团在150℃下烘干2h。
[0031]4、复合球团碳热还原。复合球团的碳热还原在电加热管式炉中进行，设备工作温度为室温～1400℃。还原时间为240min，采用氮气作为保护气氛，通过接触式热偶自动控温
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含稀土钛铁矿型焊条，包括焊芯和包裹焊芯的药皮涂层，其特征是：所述药皮涂层包括以下重量百分比的原料：人造金红石：12％～15％，钛白粉：10％～15％，还原钛铁矿：20％～30％，中碳锰铁：4％～5％，长石：8％～10％，云母：5％～8％，大理石：5％～7％，海泡石：4％～6％，木粉：3％～4％，氧化镧：6％～8％，氧化铈：2％～4％。2.如权利要求1所述的含稀土钛铁矿型焊条，其特征是：所述焊芯采用H08A，其化学成分的重量百分比为：C：0.10％、Si：0.03％、Mn：0.35％～0.60％、Cr：0.20％、Ni：0.30％、S≤0.03％、P≤0.03％。3.如权利要求1所述的含稀土钛铁矿型焊条，其特征是：还包括粘结剂，所述粘结剂为水玻璃，水玻璃的加入量为原料总重量的10～15％，模数为2.2～2.6。4.如权利要求1所述的含稀土钛铁矿型焊条，其特征是：所述人造金红石中TiO2的含量≥87％，粒度不大于80目；钛白粉中TiO2的含量≥93％，粒度不大于120目；还原钛铁矿中TiO2的含量≥55％，粒度不大于80目。5.如权利要求1所述的含稀土钛铁矿型焊条，其特征是：所述中碳锰铁中Mn的含量为78％～85％，C的含量为1％～1.5％，粒度不大于80目。6.如权利要求1所述的含稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王能为，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：