本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，尤其涉及一種低氫型焊條及其制備方法。
背景技術(shù)：
焊條在焊接中使用廣泛，制作容易，同時(shí)具有良好的焊接工藝性能，質(zhì)量穩(wěn)定。大直徑、高強(qiáng)度、大壁厚管道或容器的焊接，對焊縫金屬的低溫韌性、抗裂性能也提出了較高要求，這些條件下的焊接使用較多的是低氫型焊條。但低氫型焊條存在著一個(gè)較普遍的問題是焊條的工藝性能比酸性焊條差，如焊接時(shí)飛濺的顆粒較大，電弧的穩(wěn)定性、焊后的焊縫成型及全位置焊接性等較酸性焊條差。
為提高堿性焊條的工藝性能，目前一般通過在藥皮中添加純堿、云母、水玻璃粉或使用加有鋰水玻璃的粘結(jié)劑等方法來改善堿性焊條的工藝性能，但這些方法的效果不僅不太明顯，而且還會(huì)增加焊條的生產(chǎn)成本(如鋰水玻璃十分昂貴，其價(jià)格是普通水玻璃的8-10倍)和影響焊條的使用性能(如純堿、水玻璃粉會(huì)增加焊條的吸潮性能，云母會(huì)增加焊條的擴(kuò)散氫含量，水玻璃粉會(huì)影響焊條的低溫韌性等)。目前采用普通的堿性焊條藥皮與低合金鋼焊芯組合制作出的焊條，焊接時(shí)電弧聲音嘈雜、飛濺多且顆粒較大，焊縫成型粗糙，立仰焊時(shí)操作性差。
現(xiàn)國內(nèi)外也有通過藥皮過渡合金元素使焊縫金屬產(chǎn)生合金化的焊條，如國際專利WO86/04284(1986年)，該焊條屬堿性低氫型堆焊焊條，用于金屬表面硬化，采用普通低碳鋼焊芯，通過藥皮過渡合金元素，這種焊條的缺點(diǎn)是工藝性能差，發(fā)塵量大，熔敷金屬化學(xué)成分不均勻，不適合全位置焊接。又如蘇聯(lián)專利Su-656783(1979年)，屬低氫型鐵素體焊條，采用工業(yè)純鐵作焊芯，全部通過藥皮過渡合金元素，過渡的合金元素主要是Cr其次是Mo、Nb，沒有任何Ni，焊縫組織是鐵素體，沒有奧氏體。該焊條主要用來提高焊縫塑性和延展性，焊條藥皮中含有大量的螢石(20％以上)，穩(wěn)弧性差，發(fā)塵量大且有較高的含氟量，藥皮中幾乎沒有碳酸鹽，因而電弧的吹力較差，很易造成過渡元素的不均勻和夾渣，也不適合全位置焊接。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對上述諸多問題，提出一種低氫型焊條，該焊條鋪展性好、飛濺顆粒細(xì)小、耐燃性能優(yōu)異，工藝操作性能佳。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
進(jìn)一步地，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
進(jìn)一步地，有機(jī)物纖維素為羧甲基纖維素。
進(jìn)一步地，所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.2～1.4。
進(jìn)一步地，所述藥皮與焊芯質(zhì)量比為0.6～1:1。
本發(fā)明的另一個(gè)目的還提供了一種低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機(jī)中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結(jié)劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個(gè)小時(shí)制備得到低氫型焊條。
本發(fā)明低氫型焊條配方科學(xué)、合理，其制備方法簡單易行，與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)石墨的加入，能降低電弧氣氛中氧化勢，進(jìn)而降低熔滴過渡的表面張力，似的焊縫成形波紋小，提高了超氫型焊條的操作性。
2)本發(fā)明低氫型焊條外觀質(zhì)量光滑致密，且達(dá)到了一等品或優(yōu)等品的水平，而電焊條的成品率大于98％
3)采用本發(fā)明藥皮制作的焊條，焊接時(shí)電弧聲音均勻穩(wěn)定、熔池清晰且鋪展性好、飛濺顆粒細(xì)小，焊后脫渣容易、焊縫成型光滑美觀，立仰焊時(shí)操作方便，同時(shí)，降低了焊條的生產(chǎn)成本，提高了堿性焊條的焊接工藝性。
4)本發(fā)明中，TiO2有助于改善焊條的電弧穩(wěn)定性，可以減少焊接飛濺，有利于脫渣性。Al2O3熔點(diǎn)較高，在焊條藥皮中有調(diào)整熔渣熔點(diǎn)的作用，與其他成分的配合使熔渣具有適宜的凝固溫度，在下向焊操作中熔渣迅速凝固不下淌。
5)發(fā)明低氫型焊條適用于管線鋼的焊接，也可用于壓力容器、船舶、工程機(jī)械等其它重要結(jié)構(gòu)的全位置焊接。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1
本實(shí)施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機(jī)物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.2。所述藥皮與焊芯質(zhì)量比為1。
本實(shí)施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機(jī)中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結(jié)劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個(gè)小時(shí)制備得到低氫型焊條。
焊接冶金的主要任務(wù)是脫氧和向焊縫中過渡合金從而使焊縫獲得良好的綜合力學(xué)性能。由于選出了較好的金屬粉和合金粉匹配，再加上適度的造渣、造氣物質(zhì)和穩(wěn)弧劑使焊條獲得了良好的工藝性能；焊條的熔覆金屬成分以及力學(xué)性能以及工藝性能。
本實(shí)施例的低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強(qiáng)度≥410MPa；抗拉強(qiáng)度≥190MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥50J，擴(kuò)散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學(xué)性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴(kuò)散氫含量符合超低氫標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例2
本實(shí)施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機(jī)物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.4。所述藥皮與焊芯質(zhì)量比為0.6。
本實(shí)施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機(jī)中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結(jié)劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個(gè)小時(shí)制備得到低氫型焊條。
本實(shí)施例的低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強(qiáng)度≥420MPa；抗拉強(qiáng)度≥500MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥450J，擴(kuò)散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學(xué)性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴(kuò)散氫含量符合超低氫標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例3
本實(shí)施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機(jī)物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.3。所述藥皮與焊芯質(zhì)量比為1:1。
本實(shí)施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機(jī)中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結(jié)劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個(gè)小時(shí)制備得到低氫型焊條。
本實(shí)施例低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強(qiáng)度≥400MPa；抗拉強(qiáng)度≥480MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥60J，擴(kuò)散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學(xué)性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴(kuò)散氫含量符合超低氫標(biāo)準(zhǔn)要求。
最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。