本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度焊條的制備方法
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼以其優(yōu)良的機(jī)械性能、耐蝕性，得到廣泛的應(yīng)用，然而其焊接問題也愈顯突出。在實(shí)際焊接過程中，焊接接頭的強(qiáng)韌性與母材的強(qiáng)韌化水平存在較大差異，這就使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本增加，容易引發(fā)安全事故。焊條由焊芯及藥皮兩部分構(gòu)成。焊條是在金屬焊芯外將涂料(藥皮)均勻、向心地壓涂在焊芯上。焊條種類不同，焊芯也不同。焊芯即焊條的金屬芯，為了保證焊縫的質(zhì)量與性能，對焊芯中各金屬元素的含量都有嚴(yán)格的規(guī)定，特別是對有害雜質(zhì)(如硫、磷等)的含量，應(yīng)有嚴(yán)格的限制，優(yōu)于母材。
不銹鋼焊條可分為鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條。鉻不銹鋼具有一定的耐蝕(氧化性酸、有機(jī)酸、氣蝕)耐熱和耐蝕性能。通常被選作電站、化工、石油等設(shè)備材料。但鉻不銹鋼一般情況下可焊性較差，應(yīng)注意焊接工藝、熱處理?xiàng)l件及選用合適的電焊條。鉻鎳不銹鋼焊條具有良好耐腐蝕性和抗氧化性，廣泛應(yīng)用于化工、化肥、石油、醫(yī)療機(jī)械制造。為防止由于加熱而產(chǎn)生睛間腐蝕，焊接電流不宜太大。由于不銹鋼焊條的焊芯的電阻值比碳鋼大，導(dǎo)熱性比碳鋼差，且不銹鋼熔滴的表面張力大，因而在焊接過程中其熔滴是以大顆粒短路過渡為主，所以隨著焊接時(shí)間的延長和溫度升高，就會(huì)產(chǎn)生焊接工藝性能不夠理想，焊縫的機(jī)械性能降低。目前，國產(chǎn)不銹鋼焊條多年來一直存在藥皮發(fā)紅、開裂、工藝穩(wěn)定性差等問題,嚴(yán)重影響焊條質(zhì)量,并被迫丟棄剩余部分的焊條而造成浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種焊接工藝性能優(yōu)良、電弧穩(wěn)定、飛濺小、脫渣容易、成形細(xì)致美觀、可全位置焊接不銹鋼焊條及其制備方法。
本發(fā)明的具體實(shí)施方案為：一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽、氟化稀土、凹凸棒粘土、草酸鈣、焦亞硫酸鈉、硅鈣合金、海藻酸鈣，鈦酸鹽，將其在溫度為90-110℃下干燥1-2h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入金屬鉻、碳酸鉀和堿金屬氧化物，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的25％～30％的鉀型水玻璃，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)過高溫烘干，得到高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：硅酸鹽10-35份，氟化稀土3-8份，凹凸棒粘土5-10份，草酸鈣3-8份，焦亞硫酸鈉5-10份，硅鈣合金2-8份，金屬鉻5-10份，海藻酸鈣1-5份，碳酸鉀3-5份，堿金屬氧化物3-5份，鈦酸鹽余量。
進(jìn)一步，所述的硅酸鹽含量15-25份。
進(jìn)一步，所述的硅鈣合金按重量份數(shù)為：鈣30-35份，鋁0.5-1.5份，錳1-3份，鋇0.5-1.5份，鎂0.1-0.5份，硅余量。
進(jìn)一步，所述的堿金屬氧化物為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀中的一種。優(yōu)選氧化鉀
進(jìn)一步，所述的鈦酸鹽為金紅石。
具體地，所述的鉀型水玻璃的波美度為35.0-36.0。
具體地，所述的烘干溫度為330-400℃，烘干保溫時(shí)間為5-8h。
本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明各種物質(zhì)之間具有較好的協(xié)同作用，可以有效抑制熔池中氫逸出的行為，從而提高焊接氣孔的敏感性。
(2)本發(fā)明的制備方法先將物料進(jìn)行高溫干燥去水，提高焊條的烘干溫度,延長高溫的保溫時(shí)間，選用波美度為35.0-36.0的鉀型水玻璃，也是重要的工藝保證，可以有效抑制藥皮發(fā)紅、開裂、提高工藝穩(wěn)定性；并且水玻璃可以和其中硅酸鹽組分結(jié)合，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加了藥皮的屈服強(qiáng)度。
(3)本發(fā)明方法簡單，成本低，焊接工藝性能優(yōu)良、電弧穩(wěn)定、飛濺小、脫渣容易、成形細(xì)致美觀、可全位置焊接。
(4)在采用本發(fā)明的方法制備高強(qiáng)度焊條時(shí)，采用焦亞硫酸鈉，可以有效加快其固化強(qiáng)度和固化速率。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽15份，氟化稀土3份，凹凸棒粘土5份，草酸鈣3份，焦亞硫酸鈉5份，硅鈣合金4份，海藻酸鈣1份，金紅石余量，將其在溫度為100℃下干燥1h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的25％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為35.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)330℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為5h，得高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽15份，氟化稀土3份，凹凸棒粘土5份，草酸鈣3份，焦亞硫酸鈉5份，由鈣30份，鋁0.5，錳1份，鋇0.5份，鎂0.1份，硅鈣合金4份，金屬鉻5份，海藻酸鈣1份，碳酸鉀3份，氧化鋰3份，金紅石余量；
實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽10份，氟化稀土5份，凹凸棒粘土5份，草酸鈣5份，焦亞硫酸鈉7份，硅鈣合金4份，海藻酸鈣1份，金紅石余量，將其在溫度為100℃下干燥2h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的25％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為35.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)350℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為5h，得高強(qiáng)度焊條
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽10份，氟化稀土5份，凹凸棒粘土5份，草酸鈣5份，焦亞硫酸鈉7份，由鈣33份，鋁1，錳1份，鋇0.5份，鎂0.3份，硅鈣合金4份，金屬鉻7份，海藻酸鈣1份，碳酸鉀3份，氧化鋰3份，金紅石余量。
實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽20份，氟化稀土5份，凹凸棒粘土7份，草酸鈣8份，焦亞硫酸鈉8份，硅鈣合金3份，海藻酸鈣3份，金紅石余量，將其在溫度為90℃下干燥2h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的28％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為35.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)380℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為6h，得高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽20份，氟化稀土5份，凹凸棒粘土7份，草酸鈣5份，焦亞硫酸鈉8份，由鈣35份，鋁1.5，錳2份，鋇1份，鎂0.3份，硅鈣合金3份，金屬鉻8份，海藻酸鈣3份，碳酸鉀4份，氧化鉀4份，金紅石余量。
實(shí)施例4
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽20份，氟化稀土5份，凹凸棒粘土7份，草酸鈣8份，焦亞硫酸鈉8份，硅鈣合金6份，海藻酸鈣3份，金紅石余量，將其在溫度為90℃下干燥2h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的28％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為36.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)380℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為6h，得高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽25份，氟化稀土3份，凹凸棒粘土7份，草酸鈣8份，焦亞硫酸鈉8份，由鈣30份，鋁1.5，錳2份，鋇1份，鎂0.5份，硅鈣合金6份，金屬鉻8份，海藻酸鈣3份，碳酸鉀5份，氧化鈉4份，金紅石余量。
實(shí)施例5
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽30份，氟化稀土8份，凹凸棒粘土10份，草酸鈣8份，焦亞硫酸鈉10份，硅鈣合金8份，海藻酸鈣3份，金紅石余量，將其在溫度為90℃下干燥2h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的28％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為36.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)380℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為7h，得高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽30份，氟化稀土8份，凹凸棒粘土10份，草酸鈣8份，焦亞硫酸鈉10份，由鈣35份，鋁1，錳3份，鋇1.5份，鎂0.3份，硅鈣合金8份，金屬鉻10份，海藻酸鈣3份，碳酸鉀5份，氧化鉀5份，金紅石余量。
實(shí)施例6
一種高強(qiáng)度焊條的制備方法，包括如下步驟：
(1)按照上述重量分?jǐn)?shù)稱取硅酸鹽35份，氟化稀土8份，凹凸棒粘土8份，草酸鈣5份，焦亞硫酸鈉10份，硅鈣合金2份，海藻酸鈣5份，金紅石余量，將其在溫度為110℃下干燥1h，冷卻至室溫；
(2)向步驟(1)中快速加入其他剩余組份，攪拌混合均勻，向混勻后的原料中加入占原料總重量的30％的鉀型水玻璃，鉀型水玻璃的波美度為36.0，攪拌均勻后，涂覆在焊芯外，經(jīng)油壓機(jī)壓制，再經(jīng)400℃高溫烘干，烘干保溫時(shí)間為8h，得高強(qiáng)度焊條；
其中各組分按重量份數(shù)計(jì)，其組成為：
硅酸鹽35份，氟化稀土8份，凹凸棒粘土8份，草酸鈣5份，焦亞硫酸鈉10份，由鈣33份，鋁0.5，錳2份，鋇0.5份，鎂0.3份，硅鈣合金2份，金屬鉻10份，海藻酸鈣5份，碳酸鉀5份，氧化鉀3份，金紅石余量。
實(shí)施性能測試：
熔敷金屬力學(xué)性能見表1(所有試驗(yàn)均按照GB/T983-1995執(zhí)行)。
表1
不銹鋼點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)
首先，對試樣進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為650℃，時(shí)間為2h，然后，將經(jīng)過熱處理的試樣放入120g分析純的FeCl3·6H2O溶于1000ml去離子水配制的溶液中，保持23℃，72h。腐蝕速率為0.02-0.04g/m2·h，且均無點(diǎn)蝕。
以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的不銹鋼焊條，焊接工藝性優(yōu)良，且力學(xué)性能和耐蝕能力均能滿足較高要求。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。