一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于焊接材料領(lǐng)域，提供一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，包括包括鋼芯以及包裹所述鋼芯的藥皮，所述鋼芯占焊條總質(zhì)量的72～74％，所述藥皮占總質(zhì)量的26％～28％，其中所述藥皮包含的原料以及各原料的質(zhì)量百分比如下：大理石35-45％；螢石15-30％；碳酸鋇5-15％；石英3-10％；輕質(zhì)氧化鎂1-5％；碳酸鋰1-3％；氟化稀土0.5-3％；硼砂0.2-1.0％；鈦鐵1-5％；硅鐵1-4％；電解錳1-4％；鎳粉8.5-10％；鉬鐵0.1-1％，剩余為鐵粉。本發(fā)明焊條的力學(xué)性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。
【專利說明】一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條。

【背景技術(shù)】
[0002]焊條在焊接中使用廣泛，制作容易，同時具有良好的焊接工藝性能，質(zhì)量穩(wěn)定。在一些對焊接質(zhì)量要求高的場合仍廣泛應(yīng)用焊條，如低溫結(jié)構(gòu)。低溫結(jié)構(gòu)中，焊縫的低溫沖擊韌性是重點關(guān)注的技術(shù)指標。擴散氫含量高是引起焊接結(jié)構(gòu)脆斷的重要影響因素之一，特別對一些低溫用途焊接結(jié)構(gòu)，擴散氫的影響更為顯著。而現(xiàn)有焊條由于配方原因，無法滿足-100°c沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量不符合超低氫標準要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，該焊條的力學(xué)性能滿足-100°C沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求，即【H】(4ml/100g。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:所述低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，包括鋼芯以及包裹所述鋼芯的藥皮，所述鋼芯占焊條總質(zhì)量的72-74%，所述藥皮占總質(zhì)量的26% -28%，其中所述藥皮包含的原料以及各原料的質(zhì)量百分比如下:
[0005]大理石35-45% ;螢石15-30% ;碳酸鋇5-15% ;石英3-10% ;輕質(zhì)氧化鎂1_5% ；碳酸鋰1-3% ;氟化稀土 0.5-3% ;硼砂0.2-1.0% ;鈦鐵1-5% ;娃鐵1-4% ;電解錳1-4% ；鎳粉8.5-10% ;鑰鐵0.1_1%，剩余為鐵粉。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用鈦鐵合金粉取代金紅石，不使用我國稀缺的金紅石，原材料易于供應(yīng)；在保證具有良好的焊接工藝性前提下，采取T1-S1-Mn聯(lián)合脫氧方式，盡量減少焊縫中的氧含量，提高焊縫金屬抗裂性能和低溫韌性，有利于焊縫的成型；同時焊接時有部分鈦、硅、錳作為合金成分過渡到焊縫中，且通過選用鈦鐵、鎳粉、鑰鐵將T1、Ni,Mo過渡到焊縫中，從而確保焊縫金屬力學(xué)性能達到要求。經(jīng)試驗驗證，焊條具有優(yōu)良的焊接工藝性能，擴散氫< 4ml/100g，滿足-100°C沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。

【具體實施方式】
[0007]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0008]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0009]本發(fā)明實施例提供了一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，包括鋼芯以及包裹所述鋼芯的藥皮，所述鋼芯占焊條總質(zhì)量的72?74%，所述藥皮占總質(zhì)量的26% -28%，其中所述藥皮包含的原料以及各原料的質(zhì)量百分比如下:
[0010]大理石35-45% ;螢石15-30% ;碳酸鋇5-15% ;石英3-10% ;輕質(zhì)氧化鎂1-5% ；碳酸鋰1-3% ;氟化稀土 0.5-3% ;硼砂0.2-1.0% ;鈦鐵1-5% ;娃鐵1-4% ;電解錳1-4% ；鎳粉8.5-10% ;鑰鐵0.1-1 %，剩余為鐵粉。優(yōu)選的，所述硼砂使用前經(jīng)400°C烘焙I小時，然后過80目篩。
[0011]上述原料中，大理石主要成分為CaCO3，高溫下分解為CaO，CO2，主要起造渣、造氣作用，保護熔池金屬不被氧化，本實施例中用于控制擴散氫含量。螢石主要成分CaF2，起到造渣、改善熔渣流動性、去氫作用，本實施例中通過加入大量的螢石，起到降低擴散氫作用，同時與大理石相配合，降低了焊縫擴散氫的同時，保證了焊條具有良好的焊接工藝。采用鈦鐵合金粉取代金紅石，向焊縫過渡Ti ;通過合理選擇鈦鐵、硅鐵和電解錳的比例，在保證具有良好的焊接工藝性前提下，采取T1-S1-Mn聯(lián)合脫氧方式，盡量減少焊縫中的氧含量，提高焊縫金屬抗裂性能和低溫韌性，有利于焊縫的成型，焊接時有部分鈦、硅、錳作為合金成分過渡到焊縫中，且選用鎳粉和鑰鐵，將N1、Mo過渡到焊縫中，確保焊縫金屬力學(xué)性能達到要求。另外，優(yōu)選的，采用烘焙過的硼砂、輕質(zhì)氧化鎂提高焊條烘焙后藥皮耐潮性，結(jié)合螢石降低焊縫擴散氫含量，使達到超低氫水平。
[0012]碳酸鋇作用與大理石類似，高溫下分解為BaO，CO2，主要起造渣、造氣作用，同時還具有降低焊縫P的作用，提高焊縫沖擊韌性。
[0013]石英主要成分是S12，調(diào)節(jié)熔渣，使焊縫成型良好。
[0014]輕質(zhì)氧化鎂主要成分是MgO，可提高熔渣堿度；其與烘焙過的硼砂在焊條高溫烘焙時，可形成致密膜結(jié)構(gòu)，使焊條具有較高的耐潮性，從而降低焊縫金屬擴散氫含量。此外，硼砂在焊接電弧中可被還原出少量B，可細化晶粒，提高焊縫沖擊韌性。
[0015]碳酸鋰主要成分是Li2CO3,高溫分解成Li2O, CO2,主要起造渣、造氣作用，并且鋰具有穩(wěn)定電弧作用。
[0016]氟化稀土在高溫下分解成稀土、氟原子。稀土具有去S、P作用，并可細化焊縫晶粒，提高沖擊韌性；氟原子與氫結(jié)合，降低焊縫金屬擴散氫含量。
[0017]另外，所述鋼芯為低碳鋼芯，其中C含量彡0.03%, S含量彡0.010%, P含量(0.010%，以上均為質(zhì)量含量百分比。
[0018]本發(fā)明實施例中焊條的藥皮成分可在上述限定范圍中任意選取，下面通過具體實例，驗證制造得到的焊條的工藝性能。這里列舉了 7個實施例和一個對照例，藥皮配方如下表I所示，表中均為質(zhì)量百分比。
[0019]
拓貧
In
編Jjs S1酸石 ^ 酸化硼欽桂電鎳鉬鐵占號?石?英?f砂鐵鐵;S鐵粉f,
土錳鎂%
常規(guī)方 35 ?1 53 I I0750^2 ?I I 8O^26~
% 至至至至至至至至至至至至至量至
45 30 1510 5 33 I 54 4 10I28
對照例 ? 40 20 66::二 - 64 2 ~5: ~530~~
[0020]I 2 I 35 I 20 I 7~I10|~~3 丨 0.5 | 0.2 丨 54 丨 4 | 1 | 0.1 | 0.2 | 26
~452053--~50~2?438I~~
~351515353 3?2?38O26~~
實施例 ~1>3530510II I~5I229O2~
~38228622 2O32I907^7428~"
~14018763I076Ο4I2100712Λ2^"
~B3626--62I I~43Tl 28071I~
[0021]表I
[0022]上述各個實施例和對照例方案所得的焊條，經(jīng)焊接使用得到的熔敷金屬的化學(xué)成分與力學(xué)性能如下表2所示，表中均為質(zhì)量百分比。
[0023]
h、 化學(xué)成分力學(xué)性能 y編___________ 擴散氣號Rm ReL A Akv (J) ral/100g
C Mn Sl Nl M° P S /Mpa /Mpa 1% -XWC^10 U4、(?52021^740.0120.0140.015495 3902351, 52, 48
昭
/''X
例
2^^0.025^^(Γ96^^02^^ΓΤ2^^0.019^^0.0il^^0.010^^560^^460^^23^ 49,61,52O^
~Τ~ 0.030 —0.88 0.24 3.12 0.193~ 0.009 ?.011530』440 ^".75,80,93!3.0
實 ~Τ~ 0.022 0.79 0.17~ 3..1.5 ?Γ0?9~ 0.011.0.009535— 450 26 65, 63,66 '2.9
施 ~Τ~ 0.026 0.86 0.26~ 3.34 ?ΓΤοΓ 0.008 ~ 0.011540— 445 25 70，67，75 _3.2
例]~~0.027~~0783~~07Ιβ~~?^8~~0.138~~0.010~~0.008545430~~29~~69, 75, 73?Γ9—
~Γ 0.025 Τ85~ 0.28 ~?~86~ 0.099 ~0.009 0.009—550 ~^40 —~27~ 71, 74, 773.0
[Τ~ 0.028 0.85 I 0.25 ' 3.26 0.080 0.008 0.Qll540 440 24 60, 55, 56 丨2.3
[0024]表2
[0025]從表2所示實施例與其對照例的化學(xué)成分可以得出，本發(fā)明的低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下:屈服強度彡400MPa;抗拉強度彡500MPa;伸長率彡22% ;-100°C條件下，Akv彡50J，擴散氫彡4ml/100g(水銀法)，焊條的力學(xué)性能滿足-100°C沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，所述焊條包括鋼芯以及包裹所述鋼芯的藥皮，其特征在于，所述鋼芯占焊條總質(zhì)量的72?74%，所述藥皮占焊條總質(zhì)量的26 % -28 %，其中所述藥皮包含的原料以及各原料的質(zhì)量百分比如下: 大理石35-45%; 螢石15-30%;
碳酸鋇 5-15%; 石英3-10%; 輕質(zhì)氧化鍰1-5%; 碳酸鋰 1-3%;
氟化稀土 0.5-3%; 硼砂0.2-1.0%;
欽鐵1-5%;
硅鐵1-4%; 電解錳 1-4%; 鎳粉8.5-10%; 鉬鐵0.1-1%;
剩余為鐵粉。
2.如權(quán)利要求1所述低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，其特征在于，所述硼砂使用前經(jīng)400°C烘焙I小時，然后過80目篩。
3.如權(quán)利要求2所述低溫鋼用超低氫低合金鋼焊條，其特征在于，所述鋼芯中，C含量^ 0.03%, S 含量彡 0.010%，P 含量彡 0.010%。
【文檔編號】B23K35/365GK104128717SQ201410353825
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】劉學(xué)軍, 吳光輝 申請人:武漢鐵錨焊接材料股份有限公司