專利名稱：：含鑭、釔元素的低碳鋼焊條的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及焊接材料
技術領域：
，具體是一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條。
背景技術：
：現(xiàn)有E4303型低碳鋼焊條對焊件上的油污、鐵銹不敏感，工藝性較好；酸性熔渣溶點低，流動性好，有利于脫渣和焊縫的形成，但但存在的缺陷是難以有效清除熔池中硫磷雜質，抗裂性能不好。所以只能用于一般鋼結構的焊接。當焊接重要的或裂紋敏感性較大的結構時，常選用低氫型的堿性焊條，如E4315等，但這類焊條工藝性較差，對油、銹和水分很敏感，焊前需在30035(TC下烘干0.5lh,并需對接頭坡口作徹底清理。而且，堿性焊條的價格是相應酸性焊條的1.5倍，因而增大了生產(chǎn)成本。目前已研究出的超低氫焊條(JxxxH)、高韌性焊條(JxxxGR)以及高韌性超低氫焊條(JxxxRH)等專用焊條，這些焊條的價格是酸性焊條的3倍以上，雖然性能高，但價格也高，因此限制了這些焊條的推廣應用。經(jīng)査閱文獻，鑭、釔元素在焊條藥皮中的應用，目前大都應用在堆焊焊條上，也有個別應用在碳鋼焊條上，但是尚未發(fā)現(xiàn)將鑭、釔元素應用到E4303型焊條上的文獻報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條，解決E4303(J422)焊條抗裂性能差的問題。和E4303型焊條相比性價比高。本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條，包括焊芯和壓涂在焊芯上的藥皮，藥皮成分及重量比為中碳錳鐵89%，低碳金紅石2029%，長石69%，云母68%，大理石710%，還原鈦2024%，白土子35%，竹粉34%，鑭33.6%，紀0.50.7%。優(yōu)選的焊條藥皮各組分及重量比為中碳錳鐵8.5%，低碳金紅石28.7%，長石9%，云母7%,大理石9%，還原鈦24%，白土子5%，竹粉3.7%,鑭3.5%,釔0,6%。將上述組分的藥粉材料混合均勻后用鈉水玻璃做粘結劑，在活塞式油壓機上將其壓涂在直徑為4mm的H08A焊芯上做成低碳鋼焊條。本發(fā)明的優(yōu)點是該焊條和現(xiàn)有E4303型酸性焊條(低碳鋼焊條)相比，保持了原酸性輝條優(yōu)良的焊接工藝性能，而且沖擊功提高了3543.8%，延伸率提高了3040%,抗拉強度提高了10.912.8%,屈服強度提高了10.611.8%，而焊條制造成本僅提高了8.33%左右。具體實施方式下面結合對照例和本發(fā)明的實施例對本發(fā)明的方案及效果進一步說明。本發(fā)明選擇鑭、釔元素，通過焊條藥皮過渡稀土元素的方式，以改善焊條的力學性能和熔敷金屬的組織性能。選用酸性渣系的目的是保持原焊條優(yōu)良的工藝性能。對照例以不加入鑭、釔元素的焊條(即E4303型焊條)藥皮配方為對照例。對照例的配方如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的實施例及試驗結果各實施例以表l中的焊條配方為基本配方，加入鑭、紀。實施例1:以表l中的焊條配方為基本配方，通過焊條藥皮過渡鑭3.1%、釔0.5%時，與不加入鑭、牽乙的焊條熔敷金屬的力學性能進行比較，新型焊條對焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感，工藝性較好；熔渣流動性好，脫渣容易，焊縫成形美觀，而且，其力學性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高，結果如表2所示；<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實施例2:以表l中的焊條配方為基本配方，通過焊條藥皮過渡鑭3.2%、釔0.6%時，與不加入鑭、韋乙的焊條熔敷金屬的力學性能進行比較，新型焊條對焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感'工藝'牲較好；熔渣流動性好，脫渣容易，焊縫成形美觀，而且，其力學性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高，結果如表3所示表3對照例與加入3.2%、釔0.6%時熔敷金屬力學性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例3:以表1中的焊條配方為基本配方，通過焊條藥皮過渡鑭3.4%、釔0.7%時，與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學性能進行比較，新型焊條對焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感，工藝性較好；熔渣流動性好，脫渣容易，焊縫成形美觀，而且，其力學性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高，結果如表4所示表4對照例與加入3.4%、釔0.7%時熔敷金屬力學性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例4:以表1中的焊條配方為基本配方，通過焊條藥皮過渡鑭3.0%、釔0.7%時，與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學性能進行比較，新型焊條對焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感，工藝性較好；熔渣流動性好，脫渣容易，焊縫成形美觀，而且，其力學性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高，結果如表5所示表5對照例與加入3.0%、釔0.7%時熔敷金屬力學性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例5以表l中的焊條配方為基本配方，通過焊條藥皮過渡鑭3.5%、釔0.6%時，與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學性能進行比較，新型焊條對焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感，工藝性較好；熔渣流動性好，脫渣容易，焊縫成形美觀，而且，其力學性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高，結果如表6所示表6不加入與加入鑭、釔元素的焊條熔敷金屬的力學性能的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>采用北京中科技術有限公司的Finder-1000型X射線能譜儀對熔敷金屬夾雜物進行掃描分析(采集條件加速電壓為20.00keV，活時間為44秒，出射角為35.00度)，電子能譜圖如附圖所示。其分析結果如表7所示。從表7的實驗數(shù)據(jù)顯示可以看出，鑭在焊縫中的百分比含量與鑭實際加入量3.5°/。比較剩余量較少，這是由于焊接時自然因素、稀土加入焊條藥皮時的部分燒損等因素所造成的。這說明在熔滴內(nèi)部，熔池內(nèi)部各反映生成的稀土氧化物、稀土硫^^物及稀土硫氧化物大部分進入殘渣，少部分殘留在焊縫中成為夾雜物。表7中釔含量與釔實際加入量0.6。/。比較比誤差很大，這是由于釔元素在熔敷金屬中有偏聚現(xiàn)象造成的。表7電子能譜圖分析結果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從以上分析中得知，當鑭占焊條藥皮的重量3.5%,釔占0.6%時，熔敷金屬抗拉強度、沖擊韌性等綜合力學性能最好。選擇加入鑭、釔，但鑭、釔的量應適當，否則會惡化熔敷金屬的力學性能。當藥皮中鑭含量在33.6%、釔含量在0.50.7%時焊條的工藝性能和熔敷金屬的力學性能較好。新型焊條的軋制工藝和普通的低碳鋼焊條(如E4303型焊條)的軋制工藝相同。加入稀土鑭、釔后，由于稀土元素容易與氧和硫生成高熔點且在高溫下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，可起脫硫脫氧改變夾雜物形態(tài)作用。加入適量的鑭、釔能夠細化熔敷金屬的顯微組織，能降低熔敷金屬中的氫，從而顯著提高了熔敷金屬的沖擊韌性。新型焊條和相應堿性焊條相比，具備堿性焊條的抗裂性能，而且其價格是相應堿性焊條的75%。新型焊條和現(xiàn)有E4303型酸性焊條(低碳鋼焊條)相比，保持了原酸性焊條優(yōu)良的焊接工藝性能，雖然焊條制造成本和酸性焊條相比提高了8.33%，但其抗裂性能卻提高了38.8%，性價比高，因此該焊條具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。附圖是實施例5的焊縫電子能譜圖。權利要求1.一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條，包括焊芯和壓涂在焊芯上的藥皮，其特征是由下述各組分的藥粉材料混合均勻制成酸性藥皮，藥皮各組分及重量比為中碳錳鐵8～9％，低碳金紅石20～29％，長石6～9％，云母6～8％，大理石7～10％，還原鈦20～24％，白土子3～5％，竹粉3～4％，鑭3～3.6％，釔0.5～0.7％。2.根據(jù)權利要求1所述的含鑭、釔元素的低碳鋼焊條，其特征在于，焊條藥皮各組分及重量比為中碳錳鐵8.5%,低碳金紅石28.7%，長石9%，云母7%，大理石9%，還原鈦24%，白土子5%，竹粉3.7%，鑭3.5%，釔0.6%。全文摘要本發(fā)明公開了一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條，屬焊接材料
技術領域：
。該焊條藥皮主要組分(重量比)為中碳錳鐵8～9％，低碳金紅石20～29％，長石6～9％，云母6～8％，大理石7～10％，還原鈦20～24％，白土子3～5％，竹粉3～4％，鑭3～3.6％，釔0.5～0.7％。將上述組分的藥粉材料混合均勻后用鈉水玻璃做粘結劑在活塞式油壓機上將藥粉壓涂在直徑為4mm的H08A焊芯上做成低碳鋼焊條。優(yōu)點是該焊條和現(xiàn)有E4303型酸性焊條(低碳鋼焊條)相比，保持了原酸性焊條優(yōu)良的焊接工藝性能，而且沖擊功提高了35～43.8％，延伸率提高了20～35％，抗拉強度提高了10.9～12.8％，屈服強度提高了10.6～11.8％。文檔編號B23K35/36GK101249594SQ20081002004公開日2008年8月27日申請日期2008年3月21日優(yōu)先權日2008年3月21日發(fā)明者范希營,郭永環(huán)申請人:徐州師范大學