一种低氢型下向焊条制造技术

本发明专利技术公开了一种低氢型下向焊条的制备方法，焊芯采用Ｈ０８Ｅ钢丝，药皮重量占焊条重量３５～５０％，其重量百分比：ＣａＣＯ↓［３］２５～３８％，ＴｉＯ↓［２］１０～２０％，ＣａＦ↓［２］１２～２０％，ＳｉＯ↓［２］５～１０％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］３～６％。为满足熔敷金属强度、低温韧性，还加入铁合金８～１５％，纯金属粉末１０～１８％；该焊条具有优良的下向焊工艺操作性，平、立、仰等焊接位置均保持熔池清晰，不淌熔渣，焊缝金属抗拉强度≥５５０ＭＰａ，－２０℃低温冲击功大于１００Ｊ，扩散氢含量低于５ｍｌ／１００ｇ。适用于ＡＰＩ标准Ｘ４２～Ｘ６５或其它相当强度级别的管线钢的焊接，也可用于压力容器、船舶、工程机械等其它重要结构的全位置焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接材料
，特别涉及到一种低氢型下向焊条制备方法。
技术介绍
随着我国近些年石油、天然气管线建设的发展，下向焊接技术得到迅速 地推广和应用，尤其在管道或压力容器环形焊缝焊接中，下向焊接如图1所小-比较上向焊接如图2所示，其提高效率30%以上，焊条消耗减少30% 50 %。然而下向焊接工艺对焊条本身的全位置焊接操作性提出了很高的要求 在平、立、仰等焊接位置要始终保持熔池清晰，不淌熔渣；焊接电弧要有适当的电弧吹力以帮助焊缝成型。大直径、高强度、大壁厚管道或容器的焊接，对焊缝金属的低温韧性、 抗裂性能也提出了较高要求，这些条件下的悍接使用较多的是低氢型焊条， 但传统的低氢型焊条由于焊条熔渣的特点，只能采用上向焊接方法焊接，用 于下向焊接时熔渣下淌，难以施焊。
技术实现思路
为解决上述所存在问题，本专利技术提出了一种低氢型下向焊条制备方法， 使得焊缝成型良好，焊缝金属抗拉强度^550MPa， 一2(TC低温冲击功大于 IOOJ，气相色谱法测得其扩散氢含量低于5ml/100g，达到国际超低氢焊材指 标要求。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案所述的低氢型下向焊条制备方法，其焊芯采用H08E钢丝，外层包敷药皮， 药皮重量占焊条重量的35 50。％;a、 其焊条药皮组成及其重量百分比CaC03 25~38%， TiO210~20%， CaF212 20%， Si02 5~10%， Al2033 6%;b、 其焊条药皮组成中还加入铁合金8 15%，纯金属粉末10 18%。 由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下积极效果 本专利技术中，CaC03是药皮的一种主要成分，有着增大电弧吹力、调节熔渣物化特性的作用，CaC03的加入量25 38X; CaC03少于25X时，电弧吹 力不够，易造成淌渣现象，不利于下向焊操作；加入量超过38%时，电弧吹 力太大，电弧稳定性不好，焊接飞溅急剧增加，焊缝成型变差。本专利技术中，Ti02有助于改善焊条的电弧稳定性，可以减少悍接飞溅，有利 于脱渣性，Ti02以金红石形式加入，其加入量为10 20%;当加入量超过 20%时，悍缝含氧量提高，降低了低温韧性；加入量低于10%时，焊接工艺 件较差，特别是立向下悍时，焊缝成型不佳。本专利技术中，CaF2是药皮成分中脱氢物质，在电弧气氛条件下，CaF2与Si02 和Ti02等反应生成SiF4和TiF4气体，可有效地降低电弧区内氢的分压，达到 除氢的效果；除了脱氢作用以外，还可调节焊接熔渣的粘度，并帮助提高熔 渣的覆盖能力，CaF2加入量为12 20%;当加入量少于12%时，焊条的脱氢 作用下降；加入量超过20%时，造成药皮熔点过低，熔渣粘度降低，焊条套 简过短，吹力减小，向下立焊过程中易出现淌渣，托不住铁水的现象。本专利技术中，Si02具有细化熔滴、降低飞溅、改善工艺性能的作用，Si02 的加入量在5 10%; Si02少于5X时，对工艺性能的改善作用不明显；加入 量超过10%时，脱渣性变差，同时降低焊缝的韧性。本专利技术中，Al203熔点较高，在焊条药皮中有调整熔渣熔点的作用，与其 他成分的配合使熔渣具有适宜的凝固温度，在下向焊操作中熔渣迅速凝固不 下淌，Al203的加入量在3 6%;少于3%时调整熔渣的作用不明显；加入量超过6%时，容易出现气孔或焊道压坑等缺陷。本专利技术中，为了保证焊丝熔敷金属的力学性能，特别是强度和低温韧性， 本专利技术还在焊条药皮中加入各种铁合金，如钛铁、硅铁和钼铁，主要用作焊 缝的脱氧剂和合金剂，其加入量在8 15%。本专利技术中，焊条药皮中还加入了纯金属粉末10 18%，它们主要是金属 铁粉、金属镍和金属锰，金属铁粉的加入是为了提高下向焊的熔敷效率，金 属镍和金属锰的作为合金剂加入，是为了调整悍缝金属的合金成分。本专利技术的低氢型焊条其力学性能见下表:<table>table see original document page 5</column></row><table>本专利技术的低氢型焊条其扩散氢含量见下表:<table>table see original document page 5</column></row><table>其显著特点如下1、 该碱性低氢型下向悍条，具有优良的下向焊工艺性能，下向焊接时在 平、立、仰各位置均不淌熔渣，始终保持熔池清晰，电弧燃烧稳定，脱渣容 易，焊缝成型良好。2、 该碱性低氢型下向焊条，其熔敷金属的抗拉强度可达550MPa以上， 有着良好的低温冲击韧性，一20。C低温冲击功大于100J,能够用于寒冷地区 高强度、高韧性管线钢的焊接。3、 该碱性低氢型下向焊条，气相色谱法测得其熔敷金属扩散氢含量低于 5ml/100g，达到国际超低氢焊材指标要求，用于大壁厚结构的焊接具有良好 的抗冷裂能力。4、 该碱性低氢型下向焊条，采用下向焊接工艺施焊比传统的上向焊接工 艺提高效率30%以上，焊条消耗减少30% 500%。5、 该碱性低氢型下向焊条，其原材料容易采购，成本较低、制造简便， 可降低使用成本。6、 该碱性低氢型下向焊条，其适用于APIX42 X65或其它相当强度级 别的管线钢的焊接，也可用于压力容器、船舶、工程机械等其它重要结构的 全位置焊接。附图说明图1是下向焊示意图 图2是一般情况管线的上向焊示意图具体实施方式一该低氢型下向焊条制备方法，其焊芯采用市售H08E钢丝，外层包敷药 皮成为焊条，药皮重量占焊条重量35 50%;其药皮中CaC0325%， TiO220%， CaF217%， Si027%， Al203 5%，钛 铁4%，硅铁4%，锰粉8%，铁粉10% 。具体实施方式二-该低氢型下向焊条制备方法，其焊芯采用市售H08E钢丝，外层包敷药 皮成为焊条，药皮重量占焊条重量35 50%;其药皮中CaC03 33%， TiO210%， CaF2 20%， Si02 5%， A1203 6%， 钛铁5%，硅铁4%，钼铁1%，镍粉1%，锰粉6%，铁粉9%。具体实施方式三该低氢型下向焊条制备方法，其焊芯采用市售H08E钢丝，外层包敷药 皮成为焊条，药皮重量占焊条重量35 50%;其药皮中CaC03 38%， Ti0212%， CaF212%， Si02 10%， Al2033%， 钛铁7%，硅铁6%，钼铁2%，镍粉1%，锰粉2%，铁粉7%。权利要求1、，焊芯采用H08E钢丝，外层包敷药皮，其特征在于其药皮重量占焊条重量35～50％；a、其焊条药皮组成及其重量百分比CaCO3 25～38％，TiO2 10～20％，CaF2 12～20％，SiO2 5～10％，Al2O33～6％。b、其焊条药皮组成中还加入铁合金8～15％，纯金属粉末10～18％。全文摘要本专利技术公开了，焊芯采用H08E钢丝，药皮重量占焊条重量35～50％，其重量百分比CaCO₃25～38％，TiO₂10～20％，CaF₂12～20％，SiO₂5～10％，A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低氢型下向焊条的制备方法，焊芯采用Ｈ０８Ｅ钢丝，外层包敷药皮，其特征在于：其药皮重量占焊条重量３５～５０％；ａ、其焊条药皮组成及其重量百分比：ＣａＣＯ↓［３］２５～３８％，ＴｉＯ↓［２］１０～２０％，ＣａＦ↓［２］１２～ ２０％，ＳｉＯ↓［２］５～１０％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］３～６％。ｂ、其焊条药皮组成中还加入铁合金８～１５％，纯金属粉末１０～１８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张成杰，吴伦发，王君民，
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]