含镧、钇元素的低碳钢焊条制造技术

本发明专利技术公开了一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，属焊接材料技术领域。该焊条药皮主要组分（重量比）为：中碳锰铁８～９％，低碳金红石２０～２９％，长石６～９％，云母６～８％，大理石７～１０％，还原钛２０～２４％，白土子３～５％，竹粉３～４％，镧３～３．６％，钇０．５～０．７％。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钠水玻璃做粘结剂在活塞式油压机上将药粉压涂在直径为４ｍｍ的Ｈ０８Ａ焊芯上做成低碳钢焊条。优点是：该焊条和现有Ｅ４３０３型酸性焊条（低碳钢焊条）相比，保持了原酸性焊条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了３５～４３．８％，延伸率提高了２０～３５％，抗拉强度提高了１０．９～１２．８％，屈服强度提高了１０．６～１１．８％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接材料
，具体是一种含镧、钇元素的低碳钢焊条。
技术介绍
现有E4303型低碳钢焊条对焊件上的油污、铁锈不敏感，工艺性较好；酸性熔渣溶点低， 流动性好，有利于脱渣和焊缝的形成，但但存在的缺陷是难以有效清除熔池中硫磷杂质，抗 裂性能不好。所以只能用于一般钢结构的焊接。当焊接重要的或裂纹敏感性较大的结构时， 常选用低氢型的碱性焊条，如E4315等，但这类焊条工艺性较差，对油、锈和水分很敏感， 焊前需在300 35(TC下烘干0.5 lh,并需对接头坡口作彻底清理。而且，碱性焊条的价格 是相应酸性焊条的1.5倍，因而增大了生产成本。目前已研究出的超低氢焊条(JxxxH)、高韧性焊条(JxxxGR)以及高韧性超低氢焊条 (JxxxRH)等专用焊条，这些焊条的价格是酸性焊条的3倍以上，虽然性能高，但价格也高， 因此限制了这些焊条的推广应用。经査阅文献，镧、钇元素在焊条药皮中的应用，目前大都应用在堆焊焊条上，也有个别 应用在碳钢焊条上，但是尚未发现将镧、钇元素应用到E4303型焊条上的文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，解决E4303 (J422)焊条抗裂性 能差的问题。和E4303型焊条相比性价比高。本专利技术是采用如下技术方案实现的 一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，包括焊芯和压涂 在焊芯上的药皮，药皮成分及重量比为中碳锰铁8 9%，低碳金红石20 29%，长石6 9%，云母6 8%，大理石7 10%，还原钛20 24%，白土子3 5%，竹粉3 4%，镧3 3.6%，紀0.5 0.7%。优选的焊条药皮各组分及重量比为中碳锰铁8.5%，低碳金红石28.7%，长石9%，云 母7%,大理石9%，还原钛24% ，白土子5%，竹粉3.7%,镧3.5%,钇0,6%。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钠水玻璃做粘结剂，在活塞式油压机上将其压涂在 直径为4mm的H08A焊芯上做成低碳钢焊条。本专利技术的优点是该焊条和现有E4303型酸性焊条(低碳钢焊条)相比，保持了原酸性 辉条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了 35 43.8%，延伸率提高了 30 40%,抗拉强 度提高了 10.9 12.8%,屈服强度提高了 10.6 11.8%，而焊条制造成本仅提高了 8.33%左右。具体实施方式下面结合对照例和本专利技术的实施例对本专利技术的方案及效果进一步说明。本专利技术选择镧、钇元素，通过焊条药皮过渡稀土元素的方式，以改善焊条的力学性能和 熔敷金属的组织性能。选用酸性渣系的目的是保持原焊条优良的工艺性能。 对照例以不加入镧、钇元素的焊条(即E4303型焊条)药皮配方为对照例。对照例的配方如 表1所示。<table>table see original document page 4</column></row><table>本专利技术的实施例及试验结果各实施例以表l中的焊条配方为基本配方，加入镧、紀。 实施例1:以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.1%、钇0.5%时，与不加入镧、 牵乙的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺 性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有 较大幅度的提高，结果如表2所示；<table>table see original document page 4</column></row><table>实施例2:以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.2%、钇0.6%时，与不加入镧、 韦乙的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感'工艺 '牲较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表3所示表3对照例与加入3.2%、钇0.6%时熔敷金属力学性能比较<table>table see original document page 5</column></row><table>实施例3:以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.4%、钇0.7%时，与不加入镧、 钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺 性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有 较大幅度的提高，结果如表4所示表4对照例与加入3.4%、钇0.7%时熔敷金属力学性能比较<table>table see original document page 5</column></row><table>实施例4:以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.0%、钇0.7%时，与不加入镧、 钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺 性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有 较大幅度的提高，结果如表5所示表5对照例与加入3.0%、钇0.7%时熔敷金属力学性能比较<table>table see original document page 5</column></row><table>实施例5以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.5%、钇0.6%时，与不加入镧、 钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺 性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有 较大幅度的提高，结果如表6所示表6不加入与加入镧、钇元素的焊条熔敷金属的力学性能的比较<table>table see original document page 6</column></row><table>采用北京中科技术有限公司的Finder-1000型X射线能谱仪对熔敷金属夹杂物进行扫描分析(采集条件加速电压为20.00keV，活时间为44秒，出射角为35.00度)，电子能谱图如附图所示。其分析结果如表7所示。从表7的实验数据显示可以看出，镧在焊缝中的百分比含量与镧实际加入量3.5°/。比较剩余量较少，这是由于焊接时自然因素、稀土加入焊条药皮时的部分烧损等因素所造成的。这说明在熔滴内部，熔池内部各反映生成的稀土氧化物、稀土硫^^物及稀土硫氧化物大部分进入残渣，少部分残留在焊缝中成为夹杂物。表7中钇含量与钇实际加入量0.6。/。比较比误差很大，这是由于钇元素在熔敷金属中有偏聚现象造成的。表7电子能谱图分析结果<table>table see original document page 6</column></row><table>从以上分析中得知，当镧占焊条药皮的重量3.5%,钇占0.6%时，熔敷金属抗拉强度、 冲击韧性等综合力学性能最好。选择加入镧、钇，但镧、钇的量应适当，否则会恶化熔敷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，其特征是：由下述各组分的药粉材料混合均匀制成酸性药皮，药皮各组分及重量比为：中碳锰铁８～９％，低碳金红石２０～２９％，长石６～９％，云母６～８％，大理石７～１０％，还原钛２０～２４％，白土子３～５％，竹粉３～４％，镧３～３．６％，钇０．５～０．７％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永环，范希营，
申请(专利权)人：徐州师范大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]