低氢型下行连续焊条制造技术

一种低氢型下行连续焊条，通过将药皮涂在焊芯上制成，药皮各组分及其百分含量为：碳酸盐（ＣａＣＯ↓［３］、ＭｇＣＯ↓［３］、ＢａＣＯ↓［３］）４５～６０％，金属氟化物２～７％，Ｆｅ和（或）Ｍｎ的高价氧化物２～７％，脱氧剂１～１０％，造渣剂１～１２％，其它为增塑剂。按上述配方组成的药皮，用水玻璃作粘接剂压涂在Ｈ０８Ａ／Ｅ钢芯上，在电接点成型机上开出电接点（槽）后即成为低氢型下行连续焊条。该焊条具有较大电弧吹力，有合适的熔渣物理特性，抗气孔能力强，可用于焊接碳钢或低合金高强钢。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于一种低氢型电焊条。在造船和各种现场安装焊接中，立焊所占的比重很大，尤其是近年来，长达数千公里的输油、输气管线的施工建设，在野外安装现场进行的管接头焊接工作量十分巨大，为了提高它的焊接效率和质量，国内外都在致力于下行焊条的开发。低氢型下行焊条，必须要有较大的电弧吹力，焊接熔渣应具有合适的物理特性(高温粘度、表面张力等)，使液体金属与熔渣不过分下淌，以致影响焊接操作的进行，并要求有较高的抗气孔能力。通常，焊接电流增加，可提高电弧吹力，但同时由于电弧功率的增加，使熔渣和液体金属温度升高，导致其高温粘度下降，因此，不宜单纯通过增加电流的途径来提高电弧吹力。主要应调整焊条药皮成分，来获得较大的电弧吹力和使焊接熔渣具有合适的物理特性。本专利技术的目的，在于提供一种适用于立焊的低氢型下行连续焊条。本专利技术通过将药皮涂在焊芯上制成，药皮各组分及其百分含量为碳酸盐(CaCO3、MgCO3、BaCO3)45～60％，其中MgCO3+BaCO3＜15％；金属氟化物2～7％，且碳酸盐与金属氟化物之比为9.5～12.5；Fe和/或Mn的高价氧化物2～7％，且Fe3O4/MnO2＝0.3～1。药皮中其余成分为脱氧剂为下列一种以上Si 2～9％，Mn 3～5％，Ti 1～10％，Al.Mg 0.3～1.5％，C 0.1～0.5％；造渣剂为下列一种以上TiO21～12％，SiO22～5％或海泡石3～6％，其它为增塑剂等。按上述配方组成的药皮，用水玻璃作粘接剂压涂在H08A/E钢芯上，在电接点成形机上开出电接点(槽)后即成为低氢型下行连续焊条。本专利技术的下行焊连续焊条药皮具有电弧吹力大，熔渣粘度及表面张力合适、抗气孔能力强的特点。药皮中各组份的主要作用及限制原因简述如下碳酸盐选用CaCO3、MgCO3、BaCO3，它们在电弧高温下都能分解出CO2，作为保护气体，其分解产物CaO、MgO、BaO是碱性渣系的主要组成物，本身具有较高的熔点和粘度，当含量小于45％时，造气量不足，电弧吹力小，渣粘度小，使熔渣下淌，影响焊接操作，当含量大于60％时，电弧氧化性气氛过强，飞溅显著增加，且熔渣因粘度过高，透气性差，表面张力过大，使熔渣成团，复盖不全，造成焊缝表面凹坑增多，焊缝成形变差。CaCO3由于CaO具有较低的电离电位，有利于稳定电弧。MgCO3由于MgO可增加阴极压降，使电弧电压升高，增加焊道宽度，在同等电弧输入热功率情况下，因熔池宽度增大，而减少单位面积上的熔化金属，有利于防止铁水下淌，但MgCO3加入量太多，使电弧爆燥，电弧不稳，甚至会出现断弧。BaO、MgO与CaO在1400℃时的表面张力因素分别为366、512和614(dyn/cm)，加入BaCO3后可调节熔渣的表面张力，提高熔渣透气性，减少焊缝表面凹坑，MgCO3+BaCO3要控制在15％以内。金属氟化物的构成，可以是CaF2、MgF2、AlF3及Na2SiF6中的一种或两种以上。氟化物通常是作为熔渣的稀释剂而加入的，在下行焊时，随着氟化物的增多，熔渣的表面张力增加，成为团状，分布于焊缝两侧，且使电弧稳定性变差。氟化物含量太多，则熔渣变稀，出现下滴，但氟化物太少，则去氢能力太弱，气孔敏感性很大，尤其是在引弧处，很易出现蜂窝状气孔。因此，氟化物加入量为2～7％，且碳酸盐与金属氟化物之比应控制在9.5～12.5之间为宜。加入MgF2可增加焊道宽度，减少单位面积上的熔化金属量，防止铁水下淌。AlF3及Na2SiF6的气化温度远较CaF2为低，它们在800℃时已有30％气化，有效地降低了电弧气氛中H2、N2的分压，降低了气孔敏感性，但Na2SiF6加入量不能太多，超过2％时，就容易引起涂料硬化，影响焊条压涂性。Fe和/或Mn的高价氧化物加入量为2～7％时，且Fe3O4/MnO2＝0.3～1，Fe3O4和MnO2作为一种活性氧化剂，一方面在高温下分解出O，通过起到去氢作用，另一方面，增加熔池的氧化性，使液态金属中氢的熔解度降低。而它们的低价氧化物FeO和MnO，可用来调节熔渣的粘度及表面张力，提高熔渣与液体金属的浸润性，降低焊缝凸度，使焊道截面变得平整或略为下凹。加入量大于7％时，则飞溅明显增大，铁水变稀，熔渣下淌严重，影响焊接操作的进行，同时，熔渣氧化性太强，使脱渣性变差，此外，Fe3O4与MnO2与药皮和焊芯中的C在熔滴端部反应，产生CO和CO2，这种冶金反应的爆破效能，可使熔滴细化，增加电弧吹力。MnO2的加入还可改善焊接工艺性能，如飞溅减少等。药皮中其余成分，脱氧剂采用Si、Mn、Ti联合脱氧，加入适量的AlMg合金，不但能起脱氧作用，而且可提高焊条的交流稳弧性，也有利于气孔的消除。造渣剂中TiO2有利于提高电弧稳定性，细化熔滴，且随着TiO2增加，熔渣的凝固温度范围减小，亦即造成“短渣”性，有利于控制熔渣下淌，这样，就可减慢下行焊条的焊接速度，而这对焊接施工是极为有利的，药皮中的SiO2量要严格控制，这SiO2主要是从水玻璃中带入的，SiO2能与CaO结合成复合硅酸盐，急剧降低熔渣的熔点及粘度，使熔渣下淌，因此要控制在5％以下。为了提高焊条的熔敷效率，可在药皮中加入30％以下的还原铁粉，制成E××48型下行连续焊条。也可在药皮中加入适量的Fe-Mo、微碳Fe-Cr及Ni粉等，以获得不同强度等级的低氢型下行连续焊条。本专利技术的低氢型E5015型碳钢下行连续焊条药皮成份实施例示于表1表1％CaCO3MgCO3BaCo3CaR2MgF2Na2SiF3TiO2∑Fe Ti Si Mn AlMg Fe3O4MnO2其它48.3 4 5.92 1 1.53.2 21.7 4.5 3 30.5 1.5 2.0 2.9焊缝金属化学成分及力学性能示于表2C SiMn δb δ0.2 δ5 AKv-30℃MPa MPa ％ J0.08 0.25 0.97 526 416 25 72-138/76本专利技术的低氢型E6048型下行连续焊条药皮成分实施例示于表3表3 ％CaCO3MgCO3BaCO3CaF2AlF3MgR2TiO2∑Fe Ti Si Mn AlMg Mo Fe3O4MnO2其它38.64.92.4 2.0 1.51.2 1.4 38.3 3.2 2 4 0.3 1.51.1 2.52.1焊缝金属化学成分及力学性能示于表4C SiMn MONi δb δ0.2 δ5 AKv-40℃MPa MPa ％ J0.07 0.35 1.4 0.25 0.63 631 520 24 83-142/88权利要求1.一种低氢型下行连续焊条，由药皮涂在焊芯上制成，其特征在于药皮各组分及其百分含量为碳酸盐(CacO3、MgCO3、BaCO3)45～60％，其中MgCO3+BaCO3＜15％；金属氟化物2～7％，且碳酸盐与金属氟化物之比为9.5～12.5；Fe和/或Mn的高价氧化物2～7％；且Fe3O4/MnO2＝0.3～1，药皮中其余成分为脱氧剂为下列一种以上Si 2～9％，Mn 3～5％，Ti 1～8％，AlMg 0.3～1.5％，C 0.1～0.5％；造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低氢型下行连续焊条，由药皮涂在焊芯上制成，其特征在于药皮各组分及其百分含量为：碳酸盐（ＣａｃＯ↓［３］、ＭｇＣＯ↓［３］、ＢａＣＯ↓［３］）４５～６０％，其中ＭｇＣＯ↓［３］＋ＢａＣＯ↓［３］＜１５％；金属氟化物２～７％，且碳酸盐与金属氟化物之比为９．５～１２．５；Ｆｅ和／或Ｍｎ的高价氧化物２～７％；且Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］／ＭｎＯ↓［２］＝０．３～１，药皮中其余成分为：脱氧剂为下列一种以上：Ｓｉ ２～９％，Ｍｎ ３～５％，Ｔｉ １～８％，ＡｌＭｇ ０．３～１．５％，Ｃ ０．１～０．５％；造渣剂为下列一种以上：ＴｉＯ↓［２］ １～１２％，ＳｉＯ↓［２］ ２～５％或海泡石３～６％，其它为增塑剂等，按上述配方组成的药皮，用水玻璃作粘接剂，涂在焊芯上，制成低氢型下行连续焊条。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树雄，钟易平，
申请(专利权)人：珠海市万达焊条有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]