环保型交直流两用碱性低氢焊条制造技术

本发明专利技术涉及一种环保型交直流两用碱性低氢焊条。研制出的焊条既可以降低焊接烟尘，又具有良好交直流两用的焊接工艺性能，同时还具有较高焊条熔敷效率和相应化学成分与良好力学性能。因此，本发明专利技术有益于节能减排、降低环境污染和国计民生。本发明专利技术的组成包括：药皮、焊芯，所述的药皮的组成包括：大理石、萤石、铁粉、碳酸钡、人造金红石、长石、中碳锰铁、钛铁、４５号雾化硅铁、合成云母、钛白粉、纯碱，其重量份数为：大理石２４～３４份、萤石２１～３２份、铁粉４～１６份、碳酸钡３～１０份、人造金红石２～７份、长石１～４份、中碳锰铁５～９份、钛铁５～１２份、４５号雾化硅铁４～７份、合成云母１～２份、钛白粉１～３份、纯碱０．５～１．５份，焊芯采用Ｈ０８Ａ。本发明专利技术作为一种焊条。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环保型交直流两用碱性低氢焊条。
技术介绍
焊接技术广泛地应用在航天航空、船舶、压力容器、锅炉、石油化工、桥梁、车辆、建 筑、重型机械等领域，是近代先进制造方法之一，在国民经济建设中占有举足轻重的地位。 焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础、有广泛应用范围的产业。由于大多数焊接工艺在应用中具有“产生被焊金属和焊接材料共同熔化”这一特 殊属性，所以焊接材料在焊接过程中都会不同程度地产生和释放出一定的烟尘和有害气 体。其中电焊条制造是在金属焊芯外包覆一层由大量的矿物质、铁合金粉、化工产品和粘结 剂组成的药皮。电焊条在焊接时其电弧温度高达5000°C，使得被焊金属和焊药一起熔化产 生过热蒸气，脱离电弧区并被迅速氧化和冷却，凝聚成细小粒子悬浮在空气中，既为焊接烟 尘。在进行焊接操作的过程中还会产生一定数量的有害气体，散发到空气中，对环境造成污^fe ο对比我国和先进国家焊条标准，可以发现我国在用碱性低氢型焊条以直流型为 多，而国外更注重交直流两用的低氢药皮焊条的开发。如日本“神钢”焊条中，产品的样本 例值大都使用交流施焊，熔敷金属的冲击韧性维持一个比较高的水平。估计该DXX16药皮 中氟化钙含量较低，有利于环保，使用交流电源焊接可以节省能源。我国已经成为钢材和焊接材料生产的世界第一大国。2009年我国表观钢材消费量 超过5亿吨，焊接材料总产量超过400万吨，其中焊条产量为230万吨，占总产量的53%左 右。一个相当长的时期内，在我国的多种焊接材料生产中，焊条还将一直占有主要的地位， 而且焊条生产量的绝对值还会增加。可以预计，今后的几十年里，我国每年还会使用200多 万吨电焊条，向空气中排放1万多吨的焊接烟尘。因此，研制出既可以降低焊接烟尘，又具有良好交直流两用的焊接工艺性能，同时 还具有较高焊条熔敷效率和良好力学性能的低氢焊条，缩小我国量大面广焊接材料产品与 发达国家产品的差距，是一个利于节能减排、降低环境污染，有益于国计民生的任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环保型交直流两用碱性低氢焊条，既可以降低焊接烟 尘，又具有良好交直流两用的焊接工艺性能，同时还具有较高熔敷效率和相应化学成分与 良好力学性能。上述的目的通过以下的技术方案实现环保型交直流两用碱性低氢焊条，其组成包括药皮、焊芯，所述的药皮的组成包 括大理石、萤石、铁粉、碳酸钡、人造金红石、长石、中碳锰铁、钛铁、雾化硅铁、合成云母、钛 白粉、纯碱，其重量份数为大理石M 34份、萤石21 32份、铁粉4 16份、碳酸钡3 10份、人造金红石2 7份、长石1 4份、中碳锰铁5 9份、钛铁5 12份、45号雾化硅铁4 7份、合成云母1 2份、钛白粉1 3份、纯碱0. 5 1. 5份。所述的环保型交直流两用碱性低氢焊条，所述的焊芯采用H08A。有益效果1、本专利技术在选择金属碳酸盐时，本专利技术采用的是大理石与碳酸钡，而不选用菱苦 土，其原因是菱苦土的发尘量较大。随着大理石的增加，焊条的发尘量也急剧增加，单纯从 降尘角度考虑，希望大理石的含量越低越好，但碱性焊条中其含量不能太低，否则将不利于 脱氢和焊缝的保护，焊接时将产生气孔，焊缝的低温冲击韧性也难以保证。多种碳酸盐的加 入能改善熔滴的过渡形态，提高焊条的熔化速度，调整熔滴的粘度使熔滴的表面张力减小， 从而使飞溅减少，获得很好的工艺性能。2.焊条渣系中难以确定的是CaF2的含量，其含量过低焊缝气孔敏感性加大，熔渣 流动性不好，焊缝中扩散氢含量增加，焊条的冲击韧性降低。其含量过高，则焊条发尘量增 大，烟尘中的可溶性氟也增加，难以满足试验要求。3.本专利技术从降低发尘量的角度出发，TiO2的含量高些为好。从改善电弧稳定性来 看，也希望焊条药皮中氟化物的含量低些，TiO2的含量高些，但TiA的含量不能太高，因为 TiO2含量过高会降低熔渣的碱度，引起焊缝中扩散氢含量增加，导致焊缝的低温冲击韧性 下降。TiO2的来源主要有金红石与钛白粉，它们都是很好的造渣剂，能使熔渣变成短渣。钛 白粉还是极好的粘塑剂，有利于改善焊条的压涂性能。4.硅可以与碱金属和碱土金属形成玻璃状进入渣中。因此，在药皮中提高硅酸盐 不但可以降低烟尘，同时还可以降低烟尘的毒性。根据这一论点，本专利技术在众多的药皮辅料 中选择了长石。加入该辅料还可以改善焊缝的脱渣性能，并且有利于焊条的全位置焊接。5.铁粉、锰铁、钛铁、硅铁等常用的铁合金在加入量不大时都有一定的降尘、降毒 作用，且比一般矿物粉剂作用强的多。钛铁是药皮中常用的脱氧剂，它是一种活泼元素，对 氧的亲和力大，脱氧效果好。所以本专利技术在焊条药皮中适当加入了多种金属粉。6.本专利技术充分考虑选定辅料作用之后，确定药皮渣系以Ca0CaF2-Ba0-Ti02-Si02 为主。在此基础上，采用均勻设计的思想方法，使用中国数学会均勻设计分会推荐的计算机 软件，大量、系统地安排试验，并通过包含因子一次项、二次项以及全部交互项的逐步回归 分析研究而确定本专利技术的特定配比。表1是采用均勻设计方法表U25 (59)给出的在高维空间里试验点(药皮配方)的 分布(第1轮试验，25个配方，9个自变量)。表1均勻设计试验实施计划本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型交直流两用碱性低氢焊条，其组成包括：合金焊芯，包在所述的焊芯外侧的药皮，其特征是：所述的药皮的组成包括：大理石、萤石、铁粉、碳酸钡、人造金红石、长石、中碳锰铁、钛铁、４５号雾化硅铁、合成云母、钛白粉、纯碱，其重量份数为：大理石２４～３４份、萤石２１～３２份、铁粉４～１６份、碳酸钡３～１０份、人造金红石２～７份、长石１～４份、中碳锰铁５～９份、钛铁５～１２份、４５号雾化硅铁４～７份、合成云母１～２份、钛白粉１～３份、纯碱０．５～１．５份，所述的焊芯采用Ｈ０８Ａ。

【技术特征摘要】
1. 一种环保型交直流两用碱性低氢焊条，其组成包括合金焊芯，包在所述的焊芯外 侧的药皮，其特征是所述的药皮的组成包括大理石、萤石、铁粉、碳酸钡、人造金红石、长 石、中碳锰铁、钛铁、45号雾化硅铁、合成云母、钛白粉、纯碱，其重量份数为大理石M ...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟工戈，储继君，栾敬岳，李丹，谷丰，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[]