【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料，具体涉及一种43公斤级耐候钢用焊条及其应用。
技术介绍
1、耐候钢因其具备耐大气腐蚀的特点，在桥梁、汽车、铁路车辆等行业应应用范围逐渐扩大，耐候钢具有减轻自重、节约维护成本、提高建造效率等优势。普通钢结构桥梁现阶段主要采用涂装解决锈蚀问题，但涂装费用及后期维护成本较高，因此耐候桥梁用钢在国内外得到了广泛发展，其配套焊接材料的开发也越来越迫切。
2、目前市场上耐蚀钢焊条品种少且力学性能不稳定，耐候性能参差不齐。参考awsd1.5规定焊缝金属的耐蚀指数i不得低于6.0，而目前鲜少有针对抗拉强度43公斤级耐候钢配套焊条的耐候性能研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种43公斤级耐候钢用焊条，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种43公斤级耐候钢用焊条，包括焊芯及包裹于焊芯表面的药皮，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30～40％，萤石20～30％，氟化钠3～7％，锆英砂1～3％，金红石3～7％，石英2～4％，45#雾化硅铁2～4％，金属锰1.5～3％，镍镁合金1.4～2.5％，金属铬0.7～1.5％，铜粉0.6～1.2％，硅锆铁0～1.5％，三氧化二硼0.3～0.7％，纯碱0～1％，cmc 0～1％，余量为铁粉。
4、进一步的，所述药皮中金红石、石英、锆英砂三者加入量之和占药皮质量百分比为6～11％。
5、进一步的，所述药皮
6、进一步的，上述43公斤级耐候钢用焊条熔敷金属含有如下质量百分比的化学成分：c：0.02～0.06％，mn：0.4～0.7％，si：0.15～0.40％，s≤0.015％，p≤0.015％，ni：0.4～0.65％，cr：0.25～0.5％，cu：0.2～0.4％。
7、具体的，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30％，萤石20％，氟化钠7％，锆英砂1％，金红石3％，石英2％，45#雾化硅铁2％，金属锰1.5％，镍镁合金2.5％，金属铬1.5％，铜粉1.2％，硅锆铁1％，三氧化二硼0.7％，纯碱1％，余量为铁粉。
8、具体的，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石35％，萤石30％，氟化钠3％，锆英砂3％，金红石3％，石英4％，45#雾化硅铁3％，金属锰2.5％，镍镁合金2.2％，金属铬0.7％，铜粉0.6％，硅锆铁1.5％，三氧化二硼0.3％，纯碱0.5％，cmc 0.5％，余量为铁粉。
9、具体的，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石40％，萤石30％，氟化钠3％，锆英砂1％，金红石7％，石英3％，45#雾化硅铁4％，金属锰3％，镍镁合金1.4％，金属铬0.9％，铜粉1％，三氧化二硼0.3％，cmc1％，余量为铁粉。
10、进一步的，所述焊芯直径为4mm，该焊芯包裹药皮后的外径为6.5～6.6mm。
11、本专利技术提供的这种43公斤级耐候钢用焊条在焊接时，焊接电流为160～170a，焊接电压23～25v。
12、本专利技术的43公斤级耐候钢用焊条中药皮配方设计原理如下：
13、大理石：作为造渣、造气剂，分解形成的co2增加气体吹力，增大熔深；而分解形成的cao为熔点很高的碱性物质，含量太多会影响熔渣的流动性和表面张力，不仅不利于焊缝成型，并且会增大熔滴尺寸，在立焊成型时导致马蹄形出现，使焊接工艺恶化，尤其是本专利技术提供的焊条药皮厚度较普通产品大，需进一步控制高熔点cao含量，同时与药皮配方中稀渣物质良好的配合；而大理石含量太少，碱度过低，造渣剂量少，对焊缝力学性能及工艺性能均有一定影响，因此本专利技术中控制大理石含量在30～40％，可获得较好的力学性能和工艺性能。
14、萤石：作为稀渣剂，可显著降低药皮的熔点，改善熔渣的流动性，但是过量会导致电弧不稳定，熔渣从焊缝两侧分离，影响焊缝成型，需与药皮中大理石进行合理匹配，本专利技术提供的焊条从电弧稳定性、熔渣流动性等方面考虑控制其含量在20～30％。
15、氟化钠：氟化物去氢，稀渣，可替代药皮中部分萤石，同萤石区别在于适量添加有助于稳弧，不能超过7％，否则f破坏电离影响电弧稳定性的特性消失。
16、锆英砂：适量的锆英砂可提高焊缝脱渣效果，使焊缝表面干净，边缘整齐，一般加入1～3％。
17、石英：降低熔池中铁水的表面张力，细化熔滴，降低飞溅、改善熔渣覆盖性能，与药皮中碱性物质反应生成熔点相对较低的化合物，降低熔渣的熔点，改善流动性；加入量少，上述作用不明显，而石英为酸性物质，长渣状态，加入量过多，熔渣凝固温度范围大，不利于全位置焊接，并且熔渣呈玻璃状，不利于脱渣；因此本专利技术提供的焊条控制石英加入量在2～4％。
18、金红石：在碱性渣系中加入适量的金红石，可提高电弧稳定性，细化熔滴，降低药皮熔点，同时作为短渣物质，金红石的加入可提高立焊工艺性能；但是由于其减低熔渣的碱度，同时避免焊缝中ti合金过多，提高焊缝强度，超出本专利技术要求的标准，因此不可过量加入，否则将会影响焊缝力学性能；综合研究，本专利技术提供的焊条配方中控制金红石含量在3～7％。
19、优选的，金红石+石英+锆英砂三者加入量之和控制在6～11％，从熔渣流动性、熔点、脱渣性方面考虑，可实现较好的熔渣性能。
20、45#雾化硅铁：45#雾化硅铁中的si是重要脱氧剂，能降低焊缝金属的氧含量，提高低温冲击韧性，调节铁水的流动性。在耐候钢中si元素有利于细化锈层中的氧化物，从而降低耐候钢的整体腐蚀率，加入量过低时会导致脱氧不足，低温冲击韧性和焊缝耐候指数均不能满足要求，而当加入量过高时会使焊缝强度超标，因此本专利技术中控制45#雾化硅铁含量在2～4％。
21、金属锰：作为脱氧剂，降低焊缝金属的含氧量，增加焊缝金属强度和抗裂性。本专利技术的焊缝抗拉强度有一定范围要求，应严格控制其含量，以保证强度的实现，而mn对冲击韧性的有利影响也会随着mn含量的降低而减弱，甚至冲击韧性不能满足标准要求，因此应控制mn含量在合适的范围，既要控制强度，又要保证低温冲击韧性，在本专利技术中当mn加入量低于1.5％时会导致脱氧不足，焊缝金属强度和低温冲击韧性不能满足要求，当mn加入量超过3％时会使焊缝强度过高。
22、镍镁合金：镍镁合金中的mg作为强脱氧剂，脱氧产物为碱性物质，可提高冲击韧性，加入量过少时提高低温冲击韧性能力及脱氧能力不足，需采用其他物质进行脱氧和韧化；加入量过多时由于脱氧产物含有镁的氧化物，使熔渣的熔点上升导致凝固速度加快，不利于焊缝气体的排除，也会造成立焊成形变差，因此应控制其含量；而mg容易在空气中氧化，不易储存，并且存在爆炸危险，与ni形成镍镁合金可解决镁易氧化的问题。
23、本专利技术焊材的强度要求在一定范围内，应控制焊缝中c、mn含量，保证强度不超标，但是上述镍镁合金元素低会导致粗大的先共析铁素体析出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种43公斤级耐候钢用焊条，包括焊芯及包裹于焊芯表面的药皮，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30～40％，萤石20～30％，氟化钠3～7％，锆英砂1～3％，金红石3～7％，石英2～4％，45#雾化硅铁2～4％，金属锰1.5～3％，镍镁合金1.4～2.5％，金属铬0.7～1.5％，铜粉0.6～1.2％，硅锆铁0～1.5％，三氧化二硼0.3～0.7％，纯碱0～1％，CMC 0～1％，余量为铁粉。
2.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮中金红石、石英、锆英砂三者加入量之和占药皮质量百分比为6～11％。
3.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮中纯碱与CMC的加入量之和占药皮质量的1％。
4.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，其熔敷金属含有如下质量百分比的化学成分：C：0.02～0.06％，Mn：0.4～0.7％，Si：0.15～0.40％，S≤0.015％，P≤0.015％，Ni：0.4～0.65％，Cr：0.25～0.5％，Cu：0.2～0.4％。
5.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30％，萤石20％，氟化钠7％，锆英砂1％，金红石3％，石英2％，45#雾化硅铁2％，金属锰1.5％，镍镁合金2.5％，金属铬1.5％，铜粉1.2％，硅锆铁1％，三氧化二硼0.7％，纯碱1％，余量为铁粉。
6.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石35％，萤石30％，氟化钠3％，锆英砂3％，金红石3％，石英4％，45#雾化硅铁3％，金属锰2.5％，镍镁合金2.2％，金属铬0.7％，铜粉0.6％，硅锆铁1.5％，三氧化二硼0.3％，纯碱0.5％，CMC 0.5％，余量为铁粉。
7.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石40％，萤石30％，氟化钠3％，锆英砂1％，金红石7％，石英3％，45#雾化硅铁4％，金属锰3％，镍镁合金1.4％，金属铬0.9％，铜粉1％，三氧化二硼0.3％，CMC1％，余量为铁粉。
8.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述焊芯直径为4mm，该焊芯包裹药皮后的外径为6.5～6.6mm。
9.如权利要求1～8任一项所述的43公斤级耐候钢用焊条的应用，其特征在于，该43公斤级耐候钢用焊条在焊接时，焊接电流为160～170A，焊接电压23～25V。
...【技术特征摘要】
1.一种43公斤级耐候钢用焊条，包括焊芯及包裹于焊芯表面的药皮，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30～40％，萤石20～30％，氟化钠3～7％，锆英砂1～3％，金红石3～7％，石英2～4％，45#雾化硅铁2～4％，金属锰1.5～3％，镍镁合金1.4～2.5％，金属铬0.7～1.5％，铜粉0.6～1.2％，硅锆铁0～1.5％，三氧化二硼0.3～0.7％，纯碱0～1％，cmc 0～1％，余量为铁粉。
2.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮中金红石、石英、锆英砂三者加入量之和占药皮质量百分比为6～11％。
3.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮中纯碱与cmc的加入量之和占药皮质量的1％。
4.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，其熔敷金属含有如下质量百分比的化学成分：c：0.02～0.06％，mn：0.4～0.7％，si：0.15～0.40％，s≤0.015％，p≤0.015％，ni：0.4～0.65％，cr：0.25～0.5％，cu：0.2～0.4％。
5.如权利要求1所述的43公斤级耐候钢用焊条，其特征在于，所述药皮包括按质量百分比计的如下组分：大理石30％，萤石20％，氟化钠...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨恒闯，张亚平，王晓强，王哲，蔡俊，贾波，熊刚，
申请(专利权)人：武汉铁锚焊接材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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