專利名稱：環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)廣泛地應(yīng)用在航天航空、船舶、壓力容器、鍋爐、石油化工、橋梁、車輛、建 筑、重型機械等領(lǐng)域，是近代先進制造方法之一，在國民經(jīng)濟建設(shè)中占有舉足輕重的地位。 焊接已由一個單一的加工工藝發(fā)展成為有科學基礎(chǔ)、有廣泛應(yīng)用范圍的產(chǎn)業(yè)。由于大多數(shù)焊接工藝在應(yīng)用中具有“產(chǎn)生被焊金屬和焊接材料共同熔化”這一特 殊屬性，所以焊接材料在焊接過程中都會不同程度地產(chǎn)生和釋放出一定的煙塵和有害氣 體。其中電焊條制造是在金屬焊芯外包覆一層由大量的礦物質(zhì)、鐵合金粉、化工產(chǎn)品和粘結(jié) 劑組成的藥皮。電焊條在焊接時其電弧溫度高達5000°C，使得被焊金屬和焊藥一起熔化產(chǎn) 生過熱蒸氣，脫離電弧區(qū)并被迅速氧化和冷卻，凝聚成細小粒子懸浮在空氣中，既為焊接煙 塵。在進行焊接操作的過程中還會產(chǎn)生一定數(shù)量的有害氣體，散發(fā)到空氣中，對環(huán)境造成污
^fe ο對比我國和先進國家焊條標準，可以發(fā)現(xiàn)我國在用堿性低氫型焊條以直流型為 多，而國外更注重交直流兩用的低氫藥皮焊條的開發(fā)。如日本“神鋼”焊條中，產(chǎn)品的樣本 例值大都使用交流施焊，熔敷金屬的沖擊韌性維持一個比較高的水平。估計該DXX16藥皮 中氟化鈣含量較低，有利于環(huán)保，使用交流電源焊接可以節(jié)省能源。我國已經(jīng)成為鋼材和焊接材料生產(chǎn)的世界第一大國。2009年我國表觀鋼材消費量 超過5億噸，焊接材料總產(chǎn)量超過400萬噸，其中焊條產(chǎn)量為230萬噸，占總產(chǎn)量的53%左 右。一個相當長的時期內(nèi)，在我國的多種焊接材料生產(chǎn)中，焊條還將一直占有主要的地位， 而且焊條生產(chǎn)量的絕對值還會增加?？梢灶A(yù)計，今后的幾十年里，我國每年還會使用200多 萬噸電焊條，向空氣中排放1萬多噸的焊接煙塵。因此，研制出既可以降低焊接煙塵，又具有良好交直流兩用的焊接工藝性能，同時 還具有較高焊條熔敷效率和良好力學性能的低氫焊條，縮小我國量大面廣焊接材料產(chǎn)品與 發(fā)達國家產(chǎn)品的差距，是一個利于節(jié)能減排、降低環(huán)境污染，有益于國計民生的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條，既可以降低焊接煙 塵，又具有良好交直流兩用的焊接工藝性能，同時還具有較高熔敷效率和相應(yīng)化學成分與 良好力學性能。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條，其組成包括藥皮、焊芯，所述的藥皮的組成包 括大理石、螢石、鐵粉、碳酸鋇、人造金紅石、長石、中碳錳鐵、鈦鐵、霧化硅鐵、合成云母、鈦 白粉、純堿，其重量份數(shù)為大理石M 34份、螢石21 32份、鐵粉4 16份、碳酸鋇3 10份、人造金紅石2 7份、長石1 4份、中碳錳鐵5 9份、鈦鐵5 12份、45號霧化硅鐵4 7份、合成云母1 2份、鈦白粉1 3份、純堿0. 5 1. 5份。所述的環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條，所述的焊芯采用H08A。有益效果1、本發(fā)明在選擇金屬碳酸鹽時，本發(fā)明采用的是大理石與碳酸鋇，而不選用菱苦 土，其原因是菱苦土的發(fā)塵量較大。隨著大理石的增加，焊條的發(fā)塵量也急劇增加，單純從 降塵角度考慮，希望大理石的含量越低越好，但堿性焊條中其含量不能太低，否則將不利于 脫氫和焊縫的保護，焊接時將產(chǎn)生氣孔，焊縫的低溫沖擊韌性也難以保證。多種碳酸鹽的加 入能改善熔滴的過渡形態(tài)，提高焊條的熔化速度，調(diào)整熔滴的粘度使熔滴的表面張力減小， 從而使飛濺減少，獲得很好的工藝性能。2.焊條渣系中難以確定的是CaF2的含量，其含量過低焊縫氣孔敏感性加大，熔渣 流動性不好，焊縫中擴散氫含量增加，焊條的沖擊韌性降低。其含量過高，則焊條發(fā)塵量增 大，煙塵中的可溶性氟也增加，難以滿足試驗要求。3.本發(fā)明從降低發(fā)塵量的角度出發(fā)，TiO2的含量高些為好。從改善電弧穩(wěn)定性來 看，也希望焊條藥皮中氟化物的含量低些，TiO2的含量高些，但TiA的含量不能太高，因為 TiO2含量過高會降低熔渣的堿度，引起焊縫中擴散氫含量增加，導(dǎo)致焊縫的低溫沖擊韌性 下降。TiO2的來源主要有金紅石與鈦白粉，它們都是很好的造渣劑，能使熔渣變成短渣。鈦 白粉還是極好的粘塑劑，有利于改善焊條的壓涂性能。4.硅可以與堿金屬和堿土金屬形成玻璃狀進入渣中。因此，在藥皮中提高硅酸鹽 不但可以降低煙塵，同時還可以降低煙塵的毒性。根據(jù)這一論點，本發(fā)明在眾多的藥皮輔料 中選擇了長石。加入該輔料還可以改善焊縫的脫渣性能，并且有利于焊條的全位置焊接。5.鐵粉、錳鐵、鈦鐵、硅鐵等常用的鐵合金在加入量不大時都有一定的降塵、降毒 作用，且比一般礦物粉劑作用強的多。鈦鐵是藥皮中常用的脫氧劑，它是一種活潑元素，對 氧的親和力大，脫氧效果好。所以本發(fā)明在焊條藥皮中適當加入了多種金屬粉。6.本發(fā)明充分考慮選定輔料作用之后，確定藥皮渣系以Ca0CaF2-Ba0-Ti02-Si02 為主。在此基礎(chǔ)上，采用均勻設(shè)計的思想方法，使用中國數(shù)學會均勻設(shè)計分會推薦的計算機 軟件，大量、系統(tǒng)地安排試驗，并通過包含因子一次項、二次項以及全部交互項的逐步回歸 分析研究而確定本發(fā)明的特定配比。表1是采用均勻設(shè)計方法表U25 (59)給出的在高維空間里試驗點(藥皮配方)的 分布(第1輪試驗，25個配方，9個自變量)。表1均勻設(shè)計試驗實施計劃
權(quán)利要求
1. 一種環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條，其組成包括合金焊芯，包在所述的焊芯外 側(cè)的藥皮，其特征是所述的藥皮的組成包括大理石、螢石、鐵粉、碳酸鋇、人造金紅石、長 石、中碳錳鐵、鈦鐵、45號霧化硅鐵、合成云母、鈦白粉、純堿，其重量份數(shù)為大理石M 34 份、螢石21 32份、鐵粉4 16份、碳酸鋇3 10份、人造金紅石2 7份、長石1 4 份、中碳錳鐵5 9份、鈦鐵5 12份、45號霧化硅鐵4 7份、合成云母1 2份、鈦白粉 1 3份、純堿0. 5 1. 5份，所述的焊芯采用H08A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型交直流兩用堿性低氫焊條。研制出的焊條既可以降低焊接煙塵，又具有良好交直流兩用的焊接工藝性能，同時還具有較高焊條熔敷效率和相應(yīng)化學成分與良好力學性能。因此，本發(fā)明有益于節(jié)能減排、降低環(huán)境污染和國計民生。本發(fā)明的組成包括藥皮、焊芯，所述的藥皮的組成包括大理石、螢石、鐵粉、碳酸鋇、人造金紅石、長石、中碳錳鐵、鈦鐵、45號霧化硅鐵、合成云母、鈦白粉、純堿，其重量份數(shù)為大理石24～34份、螢石21～32份、鐵粉4～16份、碳酸鋇3～10份、人造金紅石2～7份、長石1～4份、中碳錳鐵5～9份、鈦鐵5～12份、45號霧化硅鐵4～7份、合成云母1～2份、鈦白粉1～3份、純堿0.5～1.5份，焊芯采用H08A。本發(fā)明作為一種焊條。
文檔編號B23K35/365GK102069326SQ20101059329
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者儲繼君, 孟工戈, 李丹, 欒敬岳, 谷豐 申請人:哈爾濱理工大學