高纤维素型焊条制造技术

本发明专利技术属于焊接技术。提出的高纤维素型焊条其药皮的组分及重量百分比为：微晶纤维素１９－３５，硅泥１０－２６，ＴｉＯ↓［２］７－２２，（ＢａＣＯ↓［３］＋ＢａＦ↓［２］）２－１５，氧化铁１－１６，海泡石１．５－８，铁合金８－２１，铁合金为ＦｅＭｎ７５Ｃ７．０、Ｓｉ７５Ａｌ１．０、ＦｅＴｉ４０－Ｂ，增滑剂１－５，增滑剂为滑石＋云母，稳弧剂１－６，稳弧剂为石墨＋ＮａＣＯ↓［３］。本发明专利技术在焊条根焊时电弧吹力适中，背面成型良好，脱渣容易；焊条在用于各焊层焊接（包括根焊、热焊、填充焊、盖面焊）时，其全位置焊接性能良好，焊缝致密性好，立焊焊接时熔池清晰、易于控制；焊条焊接时引弧容易、电弧稳定、飞溅小、不粘条；进行管口环焊缝全纤维素型焊条焊接时，环焊缝力学性能指标稳定性好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接技术，主要提出一种高纤维素型焊条。
技术介绍
目前国内高纤维素型焊条与国外相比，主要是在焊接操作工艺性能方面差距较大，主要表现在1、电弧吹力小、焊缝铺展性不好，从而造成管子对接打底焊时背面成型不好、容易产生焊接缺陷，故严重影响管道施工质量；2、立焊及仰焊时熔池不清晰、易淌渣、焊工不易操作，从而增大了打磨及返修工作量，不仅增加了施工成本，而且也影响施工进度。由此国内大型的管线工程建设不采用国产的高纤维素型焊条，而主要依赖进口，不但价格昂贵，而且产品供应不便，有时甚至会严重影响施工进度，所以长期以来国内有关管线施工单位迫切要求开发出性能优良的国产高纤维素型焊条以替代进口。
技术实现思路
本专利技术的目的即是提出一种高纤维素型焊条，以弥补现有焊条存在的上述缺陷，使其主要应用于大型的管道焊接或对全位置焊接工艺要求较高的其他焊接工程领域。本专利技术采取的技术方案是其药皮的组分及重量百分比为微晶纤维素19-35，硅泥10-26，TiO27-22，(BaCO3+BaF2)2-15，氧化铁1-16，海泡石1.5-8，铁合金8-21，铁合金为FeMn75C7.0、Si75A11.0、FeTi40-B，增滑剂1-5，增滑剂为滑石+云母，稳弧剂1-6，稳弧剂为石墨+NaCO3。本专利技术可采用普通的焊条制造工艺制成，即将上述组分组成的药皮，用一定浓度的钠水玻璃作粘结剂压涂在低碳钢(或低合金钢)焊芯上，从而制成本品。高纤维素型焊条液态熔池的熔渣特性基本决定了焊条操作工艺性能的优劣，因此本专利技术主要是通过控制液态熔池的熔渣性能来调整焊条操作工艺性能。以下就焊条药皮中的基本成分，即微晶纤维素、硅泥、TiO2、BaCO3+BaF2、海泡石、氧化铁、铁合金、增滑剂、稳弧剂等的主要作用及限制原因简述如下 该焊条中的微晶纤维素在电弧高温下分解生成CO2、CO、H2、烃和H2O等气体，它们是电弧中气体的主要来源，当其含量增多时，焊条的电弧吹力增大、熔渣减少；但进一步增加微晶纤维素含量，焊条的电弧吹力不仅不会随之增大，而且焊条的压涂性能及其工艺性能会随之恶化；若焊条药皮中的纤维素含量减少，焊条的电弧吹力会减弱，从而影响焊条的操作工艺性能。综合考虑焊条的压涂和工艺性能，加入的微晶纤维素限制为19-35％。硅泥的主要成分为SiO2，它不仅可促进熔池金属的铺展和成形，而且也可提高电弧吹力。试验研究发现，SiO2含量少时，焊接时电弧吹力减小，熔池不清晰，焊缝表面气孔增多；SiO2含量多时，则熔渣增多且淌渣倾向增大，并且熔池也变得不清晰，从而恶化操作工艺性能，本专利技术中硅泥的含量控制为10-26％。TiO2的主要作用是实现“短渣”特性，从而保证焊条全位置立向下焊操作性能，其次还可增加电弧稳定性。TiO2含量少时电弧不稳，但过多又会减小电弧吹力。TiO2含量控制得适当，不但可稳定电弧、减少飞溅，而且可促进熔池金属铺展改善焊缝成形，进而减少焊缝气孔的形成；因TiO2在高温下的粘度较低，有利于焊缝铺展，而电弧一旦移开后其粘度迅速增大，从而有利于全位置立向下焊操作性能。本专利技术中TiO2的含量控制为7-22％。BaCO3是辅助造气剂，有助于增大电弧吹力，又可提高电弧的氧化性，有利于提高焊缝金属的抗氢气孔性能，此外与BaF2配合也可调节渣的粘度和表面张力；并且BaCO3+BaF2配合可充分发挥Ba的化合物具有的支持短弧焊接的优点，从而使焊条在焊接过程中不易粘条，这是本焊条药皮配方的一大特点之一；但BaCO3+BaF2含量超过15％后，飞溅增加，焊缝金属成型变差，故本专利技术中BaCO3+BaF2的含量控制为2-15％。氧化铁具有很强的氧化性，因此焊接时有利于药皮中纤维素氧化反应的充分进行，进而保证电弧有较大的吹力并防止过多的碳过渡到熔敷金属中，并且强的氧化性也可抑制焊缝金属中氢气孔的形成。此外，氧化铁还可使渣变得疏松，从而提高脱渣性能。但氧化铁含量多时会增大渣的流动性，从而恶化立向下焊操作性能。本专利技术中氧化铁的含量控制在1-16％。海泡石不仅可改善焊条压涂性能，从而提高焊条的外观质量，而且利用其所含有的结晶水可显著提高焊条的电弧吹力，这也是本焊条药皮的另一大特点。铁合金(FeMn75C7.0、Si75A11.0、FeTi40-B)既可用来脱氧，又可保证焊缝金属具有一定的力学性能，此外还可改善焊条的工艺性能。研究表明，在不加铁合金的情况下，焊接电弧燃烧不稳且焊缝成形较差，并且若使用不当，铁合金又会增加焊缝金属中气孔的生成。本专利技术中铁合金加入量限制为8％-21％。将研制的高纤维素型焊条进行大型管道焊接试验，试验结果表明1、焊条根焊时电弧吹力适中，背面成型良好，脱渣容易。2、焊条在用于各焊层焊接(包括根焊、热焊、填充焊、盖面焊)时，其全位置焊接性能良好，焊缝致密性好，立焊焊接时熔池清晰、易于控制。3、焊条焊接时引弧容易、电弧稳定、飞溅小、不粘条。4、进行管口环焊缝全纤维素型焊条焊接时，环焊缝力学性能指标稳定性好。具体实施例方式实施例1药皮组分 重量百分比微晶纤维素26硅泥 15TiO221BaCO35BaF22氧化铁8海泡石3FeMn75C7.08Si75A11.0 2FeTi40-B 4 滑石 2云母 1NaCO31石墨 2实施例2药皮组分 重量百分比微晶纤维素28硅泥 15TiO221BaCO34BaF22氧化铁8海泡石2FeMn75C7.08Si75A11.0 2FeTi40-B 4滑石 2云母 1NaCO31石墨 2实施例3药皮成分 重量百分比微晶纤维素26硅泥 15TiO220BaCO35.5BaF21.5氧化铁8 海泡石3FeMn75C7.08Si75A11.0 2FeTi40-B 5滑石 1.5云母 1.5NaCO31石墨 权利要求1.一种高纤维素型焊条，其特征是药皮的组分及重量百分比为微晶纤维素19 35，硅泥10-26，TiO27-22，(BaCO3+BaF2)2-15，氧化铁1-16，海泡石1.5-8，铁合金8-21，铁合金为FeMn75C7.0、Si75A11.0、FeTi40-B，增滑剂1-5，增滑剂为滑石+云母，稳弧剂1-6，稳弧剂为石墨+NaCO3。全文摘要本专利技术属于焊接技术。提出的高纤维素型焊条其药皮的组分及重量百分比为微晶纤维素19－35，硅泥10－26，TiO文档编号B23K35/22GK1541803SQ0311237公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日专利技术者吴伦发, 朱丙坤, 毕礼宝, 张成杰, 刘宏, 王明林, 常海 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纤维素型焊条，其特征是：药皮的组分及重量百分比为：微晶纤维素　　１９－３５，硅泥　　１０－２６，ＴｉＯ↓［２］　　７－２２，（ＢａＣＯ↓［３］＋ＢａＦ↓［２］）　　２－１５，氧化铁　　１－１６，海泡石　　１．５－８，铁合金　　８－２１，铁合金为　　ＦｅＭｎ７５Ｃ７．０、Ｓｉ７５Ａｌ１．０、ＦｅＴｉ４０－Ｂ，增滑剂　　１－５，增滑剂为滑石＋云母，稳弧剂　　１－６，稳弧剂为石墨＋ＮａＣＯ↓［３］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伦发，朱丙坤，毕礼宝，张成杰，刘宏，王明林，常海，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]