專利名稱::含鑭、釔元素的低碳鋼焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及焊接材料
技術(shù)領(lǐng)域:
,具體是一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條。
背景技術(shù):
:現(xiàn)有E4303型低碳鋼焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹不敏感,工藝性較好;酸性熔渣溶點(diǎn)低,流動(dòng)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(zhì),抗裂性能不好。所以只能用于一般鋼結(jié)構(gòu)的焊接。當(dāng)焊接重要的或裂紋敏感性較大的結(jié)構(gòu)時(shí),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(duì)油、銹和水分很敏感,焊前需在30035(TC下烘干0.5lh,并需對(duì)接頭坡口作徹底清理。而且,堿性焊條的價(jià)格是相應(yīng)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(jià)格是酸性焊條的3倍以上,雖然性能高,但價(jià)格也高,因此限制了這些焊條的推廣應(yīng)用。經(jīng)査閱文獻(xiàn),鑭、釔元素在焊條藥皮中的應(yīng)用,目前大都應(yīng)用在堆焊焊條上,也有個(gè)別應(yīng)用在碳鋼焊條上,但是尚未發(fā)現(xiàn)將鑭、釔元素應(yīng)用到E4303型焊條上的文獻(xiàn)報(bào)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(wèn)題。和E4303型焊條相比性價(jià)比高。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)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(zhǎng)石69%,云母68%,大理石710%,還原鈦2024%,白土子35%,竹粉34%,鑭33.6%,紀(jì)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(zhǎng)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(jié)劑,在活塞式油壓機(jī)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(diǎn)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(qiáng)度提高了10.912.8%,屈服強(qiáng)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(shí)施方式下面結(jié)合對(duì)照例和本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方案及效果進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明選擇鑭、釔元素,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡稀土元素的方式,以改善焊條的力學(xué)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(duì)照例以不加入鑭、釔元素的焊條(即E4303型焊條)藥皮配方為對(duì)照例。對(duì)照例的配方如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的實(shí)施例及試驗(yàn)結(jié)果各實(shí)施例以表l中的焊條配方為基本配方,加入鑭、紀(jì)。實(shí)施例1:以表l中的焊條配方為基本配方,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡鑭3.1%、釔0.5%時(shí),與不加入鑭、牽乙的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行比較,新型焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感,工藝性較好;熔渣流動(dòng)性好,脫渣容易,焊縫成形美觀,而且,其力學(xué)性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高,結(jié)果如表2所示;<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例2:以表l中的焊條配方為基本配方,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡鑭3.2%、釔0.6%時(shí),與不加入鑭、韋乙的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行比較,新型焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感'工藝'牲較好;熔渣流動(dòng)性好,脫渣容易,焊縫成形美觀,而且,其力學(xué)性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高,結(jié)果如表3所示表3對(duì)照例與加入3.2%、釔0.6%時(shí)熔敷金屬力學(xué)性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3:以表1中的焊條配方為基本配方,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡鑭3.4%、釔0.7%時(shí),與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行比較,新型焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感,工藝性較好;熔渣流動(dòng)性好,脫渣容易,焊縫成形美觀,而且,其力學(xué)性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高,結(jié)果如表4所示表4對(duì)照例與加入3.4%、釔0.7%時(shí)熔敷金屬力學(xué)性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例4:以表1中的焊條配方為基本配方,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡鑭3.0%、釔0.7%時(shí),與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行比較,新型焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感,工藝性較好;熔渣流動(dòng)性好,脫渣容易,焊縫成形美觀,而且,其力學(xué)性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高,結(jié)果如表5所示表5對(duì)照例與加入3.0%、釔0.7%時(shí)熔敷金屬力學(xué)性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例5以表l中的焊條配方為基本配方,通過(guò)焊條藥皮過(guò)渡鑭3.5%、釔0.6%時(shí),與不加入鑭、釔的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行比較,新型焊條對(duì)焊件上的油污、鐵銹仍然不敏感,工藝性較好;熔渣流動(dòng)性好,脫渣容易,焊縫成形美觀,而且,其力學(xué)性能尤其是沖擊吸收功有較大幅度的提高,結(jié)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(xué)性能的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>采用北京中科技術(shù)有限公司的Finder-1000型X射線能譜儀對(duì)熔敷金屬夾雜物進(jìn)行掃描分析(采集條件加速電壓為20.00keV,活時(shí)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(jié)果如表7所示。從表7的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示可以看出,鑭在焊縫中的百分比含量與鑭實(shí)際加入量3.5°/。比較剩余量較少,這是由于焊接時(shí)自然因素、稀土加入焊條藥皮時(shí)的部分燒損等因素所造成的。這說(shuō)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(jìn)入殘?jiān)俨糠謿埩粼诤缚p中成為夾雜物。表7中釔含量與釔實(shí)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(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從以上分析中得知,當(dāng)鑭占焊條藥皮的重量3.5%,釔占0.6%時(shí),熔敷金屬抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性等綜合力學(xué)性能最好。選擇加入鑭、釔,但鑭、釔的量應(yīng)適當(dāng),否則會(huì)惡化熔敷金屬的力學(xué)性能。當(dāng)藥皮中鑭含量在33.6%、釔含量在0.50.7%時(shí)焊條的工藝性能和熔敷金屬的力學(xué)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(diǎn)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(xì)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(yīng)堿性焊條相比,具備堿性焊條的抗裂性能,而且其價(jià)格是相應(yīng)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(jià)比高,因此該焊條具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。附圖是實(shí)施例5的焊縫電子能譜圖。權(quán)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(zhǎng)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(quán)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(zhǎng)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(kāi)了一種含鑭、釔元素的低碳鋼焊條,屬焊接材料
技術(shù)領(lǐng)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(zhǎng)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(jié)劑在活塞式油壓機(jī)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(diǎn)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(qiáng)度提高了10.9~12.8%,屈服強(qiáng)度提高了10.6~11.8%。文檔編號(hào)B23K35/36GK101249594SQ20081002004公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月21日優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日發(fā)明者范希營(yíng),郭永環(huán)申請(qǐng)人:徐州師范大學(xué)