專利名稱：高強度高纖維素型焊條的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于焊接材料技術，提出了一種高強度的高纖維素焊條。
背景技術：
申請人在先提出的高纖維素焊條(申請?zhí)?3112372.4，公開號CN1541803A)，從強度、韌性上可以滿足當前工程需要，解決了國產(chǎn)化問題。但目前國內外管線施工又開始向高海拔、高寒地帶轉移，對管線用鋼的性能要求具有高強度和高韌性。國外已開發(fā)出與之配套的高強度高纖維素焊條，德國蒂森——柏樂公司的E9010-G型高強度高纖維素型焊條(產(chǎn)品樣本和樣品)，國內相關產(chǎn)品技術尚屬空白，迫切要求開發(fā)出優(yōu)質的高強度高纖維素焊條以滿足施工需要。
高纖維素型焊條的特點之一是主要采用氣保護方式使焊縫具有優(yōu)良的性能。從工藝上來說，高纖維素焊條主要用于管道立向下焊接。對于一般的高纖維素型焊條(如發(fā)明專利申請03112372-4)，采用強氧化強還原方式，輔以適量的鐵合金，把焊條藥皮各個組分進行適當微調即可達到使用要求。但對于高強度的高纖維素型焊條來說，為了保證焊縫強度，在藥皮中必須加入大量的鐵合金和純金屬，焊接時極易產(chǎn)生焊接氣孔并惡化焊條的工藝性能。同時，對于保證高強度高纖維素型焊條的低溫韌性也是一個難題。從焊條生產(chǎn)工藝方面，焊條藥皮加入大量鐵合金和純金屬粉末也影響到焊條的壓涂工藝。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種高強度高纖維素焊條，使其強度、韌性、工藝性能和壓涂性都能滿足高強度管線鋼X80焊接要求，并可用于大型管道焊接。
本發(fā)明采用普通市售H08A焊條鋼絲作為焊芯，采取藥皮過渡方式。
本發(fā)明藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素20～40，SiO213～17，MgO9～13，BaO 3～7，TiO210～17，氧化鐵(以FeO計算)10～18，鈦鐵1～5錳鐵1～6，金屬鉬粉2～5、金屬鎳粉0.3～3。為保證焊條的韌性，加入LiF2，其加入量0.5～3.0wt％，為保證壓涂性、抗氣孔性和穩(wěn)弧性，還加入了鈣溶劑，其加入量0.2～1.5wt％。
在本發(fā)明中，微晶纖維素是藥皮主要成分，其主要作用是造氣，保證電弧吹力，如含量太低，低于20％時，造氣不足，影響電弧吹力，如含量太高，超過40％，則影響工藝性能和壓涂性能。在高強度高纖維素焊條中，微晶纖維素的含量在20～40％。
在本發(fā)明中，SiO2的加入量在13～17％之間，加入方式以硅泥和石英為主。在高強度高纖維素焊條中，如SiO2含量太低，低于13％時，電弧熔池不清，當SiO2含量高于17％時，熔池產(chǎn)生淌渣現(xiàn)象，管道焊接時，3→6點和9→6點難于操作。
MgO在焊接過程中可穩(wěn)定電弧并有一定去氫作用。在本發(fā)明中，MgO高于13％時，電弧穩(wěn)定性較好，但焊縫成型不佳，低于9％時，電弧穩(wěn)定性不好，因此本發(fā)明中MgO的加入量在9～13％之間，以鎂砂形式加入。
BaO以BaCO3形式加入，具有造氣和稀渣作用。在本發(fā)明中BaO的加入量在3～7％之間，若其加入量在3％以下時，難以對電弧吹力產(chǎn)生影響，當超過7％時，熔池會發(fā)生淌渣現(xiàn)象。
TiO2以金紅石的形式加入，主要用于保證高強度高纖維素焊條的立向下焊接工藝性能。在本發(fā)明中，TiO2的加入量在10～17％之間。
鐵的氧化物以FeO、Fe2O3、Fe3O4形式存在。在本發(fā)明中，氧化鐵主要以磁鐵礦和赤鐵礦形式加入，換算成FeO的形式加入量在10～18％為妥。在強氧化-強還原形式中，氧化鐵是主要的氧化劑，也是本發(fā)明焊條藥皮的主要成分之一。
在本發(fā)明中，為保證焊條的力學性能，特別是強度和韌性，必須加入較多的鐵合金和純金屬粉末，如鈦鐵、錳鐵、金屬鉬、金屬鎳等。這些材料加入量太少，則焊縫的強度和韌性難以保證，如加入量太多，則易使焊縫產(chǎn)生氣孔，并惡化焊條施焊工藝性能，增加熔池金屬粘度，提高焊縫金屬的凝固溫度。本發(fā)明中確定鈦鐵加入量為1～5％，錳鐵的加入量為1～6％，金屬鉬粉為2～5％，金屬鎳粉為0.3～3％。
LiF2具有脫氧、固氮和改善焊縫韌性作用。本發(fā)明中加入0.5～3％LiF2，當加入量低于0.5％時，焊縫的韌性改善作用不明顯，而超過3％時，焊接熔池易產(chǎn)生淌渣現(xiàn)象。
本發(fā)明中加入有鈣溶劑，主要成分為鈣(Ca)和碳化物。在發(fā)明中，其加入量在0.2～1.5wt％，可有效提高高強度高纖維素焊條的穩(wěn)弧性、壓涂性和抗氣孔性。
本發(fā)明采用普通的市售純鈉水波動作為粘結劑壓涂焊條，在液壓式壓涂機上完成本品制作。
本發(fā)明的高強度高纖維素型焊條具有優(yōu)良的綜合性能，具有焊接強度高，焊接工藝性優(yōu)良，抗氣孔性好，成本低廉的特點1、焊條的抗拉強度可達650MPa以上，并具有良好的塑性和韌性，其-30℃沖擊功可達50J以上，滿足E9010-G型焊條技術要求，并有較大裕量。
2、焊條引弧容易，電弧穩(wěn)定，吹力較大，不粘條、不斷弧，焊條可全位置施焊，尤其適用于管道的根焊、熱焊、填充焊和蓋面焊，焊縫成型平滑光亮。
3、焊條具有優(yōu)良的抗氣孔性能，在單道焊和多層焊時的抗氣孔性優(yōu)于蒂森-伯樂公司的E9010-G型焊條。
4、焊條采用普通市售H08A鋼絲，焊條藥皮成分不含稀有元素，原材料成本低。壓涂工藝采用通用的制造工藝，無其它附加要求，因此，制造成本低廉，利潤空間很大。
具體實施例方式
實施例1本發(fā)明藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素40，SiO213，MgO 10，BaO4，TiO210，F(xiàn)eO 10，鈦鐵2，錳鐵4，金屬鉬粉5，金屬鎳粉0.3，LiF21.5，鈣溶劑0.2。
實施例2本發(fā)明藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素28，SiO215，MgO 12，BaO 3，TiO215，F(xiàn)eO 12，鈦鐵3，錳鐵5，金屬鉬粉4，金屬鎳粉1，LiF20.5，鈣溶劑1.5。
實施例3本發(fā)明藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素20，SiO217，MgO 9，BaO6，TiO214，F(xiàn)eO 18，鈦鐵1，錳鐵6，金屬鉬粉2，金屬鎳粉3，LiF23，鈣溶劑1。
實施例4本發(fā)明藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素25，SiO214，MgO 13，BaO 7，TiO217，F(xiàn)eO 11，鈦鐵5，錳鐵1，金屬鉬粉3，金屬鎳粉1.2，LiE2 1，鈣溶劑0.8。
實施例之力學性能

權利要求
1.一種高強度高纖維素型焊條，其特征是采用市售H08A鋼絲作焊芯，藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素20～40，SiO213～17，MgO 9～13，BaO 3～7，TiO210～17，氧化鐵10～18，鈦鐵1～5，錳鐵1～6，金屬鉬粉2～5、金屬鎳粉0.3～3，其中氧化鐵以FeO計算；加入LiF2，其加入量為0.5～3.0wt％，加入有鈣溶劑，其加入量為0.2～1.5wt％。
全文摘要
本發(fā)明屬于焊接材料技術。提出的高強度的高纖維素焊條采用市售H08A鋼絲作焊芯，藥皮的組成和重量百分比為微晶纖維素20～40，SiO
文檔編號B23K35/362GK1807000SQ20051001733
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權日2005年1月21日
發(fā)明者吳倫發(fā), 王明林, 朱丙坤, 張成杰, 王君民, 鄭曉光, 劉宏, 常海 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所