專利名稱：一種工藝性能良好的酸性焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，提供一種工藝性能良好的酸性焊條。
背景技術(shù)：
相對(duì)于堿性焊條，酸性焊條工藝性能優(yōu)良，在一般結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，特別是鈦 鈣型結(jié)構(gòu)鋼焊條E4303在我國(guó)堪稱一種量大、面廣的焊條，廣泛應(yīng)用于碳鋼、低合金鋼的焊 接。鈦鈣型結(jié)構(gòu)鋼焊條的藥皮中一般加入30%以上的二氧化鈦和20%以下的碳酸鹽，以及 一定的硅酸鹽和錳鐵等。近年以來(lái)，隨著焊條市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，以及焊條原材料的變化，酸 性焊條的工藝性能仍不能滿足用戶對(duì)焊條工藝性能越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的焊條再引弧是撞擊再引弧，靠機(jī)械撞擊力將套筒破壞后使焊芯與工件接觸 短路引弧，這種撞擊再引弧使焊工對(duì)起弧點(diǎn)幾乎位置難以準(zhǔn)確控制，兩次電弧間的焊縫連 接也不宜平滑過(guò)渡，且因?yàn)槎瞬克幤て茐亩癸w濺增大，引弧端宜產(chǎn)生氣孔等缺陷。隨著焊 接自動(dòng)化程度的不斷提高，焊條越來(lái)越主要承擔(dān)維修、裝配、點(diǎn)固焊等任務(wù)，以及幾何形狀 不規(guī)則焊縫的焊接，這使得焊條再引弧頻率增大，焊條再引弧性的好壞更加重要?，F(xiàn)在的用 戶要求端部輕輕接觸工件即能再引弧，現(xiàn)有的焊條已不能滿足用戶越來(lái)越高的要求。良好 的全位置焊接適應(yīng)性和脫渣性也是焊條重要的工藝性能。含SiO2較多的酸性渣屬于長(zhǎng)渣， 凝固時(shí)間長(zhǎng)，不適于仰焊等空間位置的焊接，多年來(lái)，降低焊條藥皮中碳酸鹽，提高TiO2的 用量以造成高酸度熔渣是提高焊條工藝性能的基本途徑，但是高酸度對(duì)于焊縫雜質(zhì)、夾雜 物的控制不利，影響焊縫的力學(xué)性能，而提高TiO2用量會(huì)增加焊條成本，因?yàn)楹琓iO2的物質(zhì) 如金紅石、鈦白粉等都是高價(jià)的焊條原材料。所以，在保證焊縫力學(xué)性能的前提下，提高焊 條再引弧性、脫渣性、全位置焊接適應(yīng)性等工藝性能，減少TiO2用量、降低焊條成本對(duì)于提 高焊條市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種工藝性能優(yōu)良的鈦鈣型酸性結(jié)構(gòu)鋼焊條，在保證焊縫力學(xué)性能的 前提下，提高了焊條再引弧性、脫渣性和全位置焊接適應(yīng)性，降低焊條成本。所述焊條由焊芯和藥皮組成，其特征在于焊芯采用H08A碳鋼焊芯或低合金鋼焊 芯，焊條藥皮各組分的重量百分比為鈦白粉+金紅石(25-35)%，精選鈦鐵礦(15-20)%， 大理石+白云石(5-10) %,白泥(5-10) %,云母(3-8) %，鉀長(zhǎng)石(8-15) %,石英砂 (4-7) %，錳硅合金(8-13) %，白土子(2-4. 5) %，純堿(1-1. 5) %，有機(jī)物(3_5) %，稀土鎂 粉+霧化鐵粉+鋁粉(0. 5-2) %。藥皮各組分粒度40-200目。所述焊條采用鉀鈉水玻璃作為粘結(jié)劑，水玻璃模數(shù)為2. 4-2. 7，波美濃度36-39。 將所述焊條藥皮各組分混合均勻后加水玻璃攪拌均勻，壓涂在碳鋼焊芯H08A上制作出碳 鋼焊條，或壓涂在低合金鋼焊芯上制作出低合金鋼焊條。對(duì)于Φ 3. 2的焊芯，焊條外徑約為 Φ 5. 4-5. 5mm,對(duì)于Φ 4. 0的焊芯，焊條外徑約為Φ 6. 5-6. 65mm,對(duì)于Φ 5. 0的焊芯，焊條外 徑約為 Φ 7. 6-7. 7mm。
所述焊條藥皮各組分優(yōu)選重量百分比實(shí)例鈦白粉8%，金紅石22%，精選鈦鐵礦 17%，大理石3%，白云石6%，白泥6%，云母4%，鉀長(zhǎng)石10%，石英砂5%，錳硅合金10%， 白土子3%，純堿1 %，木粉3. 5%，稀土鎂粉1 %，霧化鐵粉0. 5%。所述焊條具有以下技術(shù)效果焊接冶金過(guò)程熔渣中形成一定數(shù)量的Fe2MnTi3Oltl晶體相，使得熔渣成為短渣，提 高焊條全位置焊接適應(yīng)性，大量晶體相的形成也造成熔渣冷卻過(guò)程中體積的突然收縮，焊 后脫渣性明顯改善。焊條藥皮套筒中類似的冶金反應(yīng)造成TiO2中0離子的缺失，TiO2轉(zhuǎn)變 為T(mén)i02_x，產(chǎn)生附加電子，使得藥皮套筒具有一定的導(dǎo)電性，顯著提高焊條再引弧性。焊條藥皮主要組分作用及其限制原因如下鈦白粉+金紅石Ti02主要來(lái)源，是保證酸性焊條良好工藝性能必不可少的組分， 提高其含量可以提高電弧穩(wěn)定性、脫渣性能，且易于獲得短渣，提高焊條全位置焊接適應(yīng) 性。鈦白粉與金紅石配合使用是因?yàn)殁伆追劭梢蕴岣吆笚l壓涂性能。含量過(guò)多會(huì)減小電弧 吹力，增加焊條成本。精選鈦鐵礦也可以提供TiO2，而其價(jià)格比鈦白粉、金紅石低得多，代替部分鈦白 粉可以降低焊條成本，但鈦鐵礦中Fe203、FeO使焊縫增氧，其含量不能過(guò)多，且必須配合石 英砂使用，以控制其活度。大理石+白云石作為造渣劑、造氣劑，提高電弧吹力和電弧穩(wěn)定性，含量過(guò)多時(shí) 增加電弧氣氛氧化性，不利于TiO2中氧離子的缺失，不利于焊條套筒的導(dǎo)電。白泥+云母造渣劑，改善焊條壓涂性能，含量過(guò)多使得熔渣中非晶體相SiO2過(guò) 多，減少了晶體相比例，不易獲得短渣。鉀長(zhǎng)石對(duì)提高電弧穩(wěn)定性效果明顯，但含量過(guò)多時(shí)熔渣中Si02、Al2O3也增多，穩(wěn) 弧效果不再增加。石英砂造渣，控制鈦鐵礦活性，含量過(guò)多時(shí)熔渣中SiO2增加明顯，且焊條端部易 糊頭，堵塞套筒。錳硅合金代替中碳錳鐵作為脫氧劑，降低焊條成本，但過(guò)多易使焊縫增硅，形成 夾雜物。稀土鎂粉+霧化鐵粉+鋁粉作為還原劑或脫氧劑，降低焊接冶金過(guò)程氧化性，促 進(jìn)晶體相的形成和焊條套筒的導(dǎo)電。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種工藝性能優(yōu)良的酸性焊條，焊條由焊芯和藥皮組成，其特征是 焊芯采用H08A低碳鋼焊芯或低合金鋼焊芯，藥皮各組分重量百分比含量為鈦白粉+金 紅石(25-35) %，精選鈦鐵礦(15-20) %，大理石+白云石(5-10) %，白泥(5-10) %，云 母(3-8)%，鉀長(zhǎng)石(8-15)%，石英砂(4-7)%，錳硅合金(8-13)%，白土子(2-4. 5)%，純 堿(1-1. 5) %，有機(jī)物(3-5) %，稀土鎂粉+霧化鐵粉+鋁粉(0. 5-2) %。藥皮各組分粒度 40-200 目。焊條制作過(guò)程稱取上述重量百分比含量的藥皮原料，混合均勻后，加鉀鈉水玻璃攪拌均勻獲得 藥皮濕粉。水玻璃模數(shù)為2. 4-2. 7，波美濃度36-39。利用焊條壓涂機(jī)或手工搓制方法將藥
4皮濕粉壓涂在碳鋼焊芯H08A上制作出碳鋼焊條，或壓涂在低合金鋼焊芯上制作出低合金 鋼焊條，經(jīng)晾干、低溫烘干、高溫烘干后使用。對(duì)于φ 3. 2的焊芯，焊條外徑約為Φ 5. 4-5. 5mm,對(duì)于Φ 4. 0的焊芯，焊條外徑約為 Φ 6. 5-6. 65mm,對(duì)于Φ 5. 0的焊芯，焊條外徑約為Φ 7. 6-7. 7mm。所述焊條實(shí)例采用Φ 3. 2的Η08Α低碳鋼焊芯，藥皮各組分優(yōu)選重量百分比鈦白 粉8%，金紅石22%，精選鈦鐵礦17%，大理石3%，白云石6%，白泥6%，云母4%，鉀長(zhǎng)石 10 %，石英砂5 %，錳硅合金10 %，白土子3 %，純堿1 %，木粉3.5%，稀土鎂粉1 %，霧化鐵 粉0.5%。水玻璃采用模數(shù)為2. 6、波美濃度為37的鉀鈉水玻璃，焊條外徑為Φ5.4πιπι。
權(quán)利要求
一種工藝性能良好的酸性焊條，由焊芯和藥皮組成，其特征在于焊芯采用H08A碳鋼焊芯或低合金鋼焊芯，焊條藥皮各組分的重量百分比為鈦白粉+金紅石(25 35)％，精選鈦鐵礦(15 20)％，大理石+白云石(5 10)％，白泥(5 10)％，云母(3 8)％，鉀長(zhǎng)石(8 15)％，石英砂(4 7)％，錳硅合金(8 13)％，白土子(2 4.5)％，純堿(1 1.5)％，有機(jī)物(3 5)％，稀土鎂粉+霧化鐵粉+鋁粉(0.5 2)％。藥皮各組分粒度40 200目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述焊條，藥皮各組分優(yōu)選重量百分比鈦白粉8%，金紅石22%， 精選鈦鐵礦17%，大理石3%，白云石6%，白泥6%，云母4%，鉀長(zhǎng)石10%，石英砂5%，錳 硅合金10 %，白土子3 %，純堿1 %，木粉3.5%，稀土鎂粉1 %，霧化鐵粉0.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述焊條，采用鉀鈉水玻璃作為粘結(jié)劑，水玻璃模數(shù)為2.4-2. 7，波 美濃度36-39。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述焊條，焊芯采用H08A低碳鋼焊芯或低合金鋼焊芯，對(duì)于Φ3.2 的焊芯，焊條外徑約為Φ 5. 4-5. 5mm，對(duì)于Φ 4. 0的焊芯，焊條外徑約為Φ 6. 5-6. 65mm，對(duì)于 Φ 5.0的焊芯，焊條外徑約為Φ 7. 6-7. 7mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述焊條，通過(guò)使焊條藥皮套筒具有導(dǎo)電性提高焊條再引弧性，通 過(guò)控制焊接熔渣中形成晶體相改善焊條全位置焊接適應(yīng)性和焊條脫渣性。
全文摘要
一種工藝性能良好的酸性焊條，屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。焊條由焊芯和藥皮組成，其特征在于焊條藥皮各組分的重量百分比為鈦白粉+金紅石(25-35)％，精選鈦鐵礦(15-20)％，大理石+白云石(5-10)％，白泥(5-10)％，云母(3-8)％，鉀長(zhǎng)石(8-15)％，石英砂(4-7)％，錳硅合金(8-13)％，白土子(2-4.5)％，純堿(1-1.5)％，有機(jī)物(3-5)％，稀土鎂粉+霧化鐵粉+鋁粉(0.5-2)％。各組分粒度40-200目。采用鉀鈉水玻璃作為粘結(jié)劑，模數(shù)為2.4-2.7，波美濃度36-39。將所述焊條藥皮各組分混合均勻后加水玻璃攪拌均勻，壓涂在焊芯H08A上制作碳鋼焊條，或壓涂在低合金鋼焊芯上制作低合金鋼焊條。本發(fā)明焊條再引弧性、脫渣性、全位置焊接適應(yīng)性優(yōu)良，焊條原材料成本低。
文檔編號(hào)B23K35/365GK101954554SQ20101028538
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者任登義, 張?jiān)? 張凱, 羅輝, 霍玉雙 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)