一种用于管道根焊的低氢型焊条的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于管道根焊的低氢型焊条，其焊芯为H08A钢、药皮的原料配方由大理石、萤石、石英、金红石、钛铁、硅铁、锰铁、菱苦土、碳酸钠组成。通过对上述药皮原料的合理配比，使得利用本发明制备的焊条具有良好的力学性能和焊接工艺性能。焊接时，电弧吹力大，电弧集中且稳定性好，保证了焊条焊接时具有较大熔深；在管道根焊时易于实现单面焊双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好；熔敷金属杂质元素含量少，强度及塑韧性优秀；扩散氢含量达到低氢标准，焊条具有良好的抗裂性及抗气孔性。在实际生产中，利用本发明进行焊接可免去背面铲根及封底焊，提高工作效率。
【专利说明】一种用于管道根焊的低氢型焊条
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接【技术领域】，具体涉及一种用于管道根焊的低氢型焊条。
【背景技术】
[0002]在长输管道施工中，管道焊接工序至关重要，管口焊接质量的优劣直接关系到管 线运行的安全性。管线施工过程中，对于返修或连接头等不规则的焊接部位，采用焊条焊接 既方便，便于操作、又易于控制质量。
[0003]根焊也称打底焊，是指在现场焊接中管口第一道承担连接的焊缝，只有一道，特点 是要求单面焊双面成型(有的机械化根焊除外)。
[0004]使用传统低氢型焊条进行管道根焊时，若要实现单面焊双面成形更多依赖于焊工 操作手法，由于焊条电弧吹力不足，在根部间隙较小时不易吹透焊件，易产生凹陷、夹渣和 未融合等缺陷。同时由于熔池金属重力作用，焊缝背面成形宽度及余高不易控制。
[0005]为获得高质量的焊接接头，部分管线建设中要求焊接必须选用低氢焊材，以保证 良好的抗裂性及优秀的焊接接头力学性能。低氢型焊条具有良好的脱硫、脱磷和去氢能力， 抗裂性及综合力学性能优秀，但是其焊接工艺性能较差，焊接电弧稳定性差、飞溅较大、操 作性能较差。因此有必要开发一种焊接性能更优的低氢型焊条，使得焊接工艺更易于控制 同时保证焊接接头具有更好的力学性能。
【发明内容】
[0006]本发明旨在针对上述存在问题，提供一种用于管道根焊的低氢型焊条。通过对焊 条药皮成分的改进使其在保证优秀力学性能的同时，具有良好的焊接工艺性能。
[0007]为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案，
[0008]一种用于管道根焊的低氢型焊条，由焊芯和药皮两部分组成，所述药皮的制备原 料由大理石、萤石、石英、金红石、钛铁、硅铁、锰铁、菱苦土、碳酸钠组成；其配方为大理石 48?57%、萤石9?14%、石英8?15%、金红石5?12%、钛铁3?7%、硅铁3?7%、锰铁 5?8%、菱苦土 3?5%、碳酸钠I?2% ;对上述配方进一步优选为其配方为大理石53%、萤 石11%、石英9%、金红石9%、钛铁4%、硅铁5%、锰铁4%、菱苦土 4%、碳酸钠1%。
[0009]以上技术方案中，所述焊芯的材质为H08A钢，所谓H08A钢参照国家标准GB/ T3429-2002。
[0010]本发明焊条采用CaO-SiO2-TiO2-CaF2碱性渣系，采用钛铁、硅铁、锰铁联合脱氧。
[0011]大理石作为主要的造气、造渣剂，高温分解产生的大量气体保证了焊接时的电弧 吹力。但大理石过多时，套筒变短，吹力减弱，同时飞溅增大，焊缝成形不好，本发明焊条将 大理石含量选定为48?57%。
[0012]萤石为造渣剂，同时在熔池金属中发生脱氢反应生成不溶于金属的HF将H带走， 降低熔敷金属中的扩散氢含量。在低氢型焊条中提高大理石与萤石比例，可减小熔滴尺寸， 大理石与萤石比例大于4.7时，焊条可实现颗粒状喷射过渡，进而可有效改善电弧稳定性。本发明萤石设定含量为9?14%。
[0013]石英主要作用为造渣，Si02可与Ca0、Mg0等碱性氧化物形成低熔点复合物以调整 熔渣粘度。本发明设定为8?15%，在此范围内，熔渣粘度适中，流动性好，可保证焊条良好 的操作性能。
[0014]金红石加入量为5%?12%时，可形成短渣，有利于焊条的全位置焊接。同时可在 熔渣中形成针状和雪花状的结晶相，有利于改善脱渣性，但含量过高时会导致焊条力学性 能降低。
[0015]钛铁、锰铁、硅铁主要作用为脱氧剂，并向焊缝中过渡S1、Mn元素，保证焊缝具有 良好的力学性能。根据脱氧效果及焊缝中合金元素含量而设定含量为:钛铁3?7%，硅铁 3?7%，锰铁5?8%。
[0016]菱苦土为造气、造渣剂，同时用于调整熔渣凝固温度，保证焊缝成形。过多易导致 熔渣过粘，影响焊速。本发明控制含量为3?5%。
[0017]碳酸钠中含有低电离电位的Na+，有利于提高电弧稳定性，同时有利于焊条压涂， 用量过多易导致焊条返潮，本发明中含量为I?2%。
[0018]以上技术方案中，焊条药皮制备所用原料均自市面购得。
[0019]利用本发明制备的焊条具有良好的力学性能和焊接工艺性能。焊接时，电弧吹力 大，电弧集中且稳定性好，保证了焊条焊接时具有较大熔深；在管道根焊时易于实现单面焊 双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好；熔敷金属杂质元素含量少，强度及塑韧性优秀； 扩散氢含量达到低氢标准，焊条具有良好的抗裂性及抗气孔性。在实际生产中，利用本发明 进行焊接可免去背面铲根及封底焊，提高工作效率。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021 ] 取大理石粉末、萤石粉末、石英粉末、金红石粉末、钛铁粉末、硅铁粉末、锰铁粉末、 菱苦土粉末、碳酸钠粉末，以如下质量分数配比混合:
[0022]
大理石48%
萤石12%
石英14%
金红石11%
钛铁3%
硅铁3%
锰铁5%
菱苦土3%
碳酸钠I %。
[0023]将以上混合成分混合均匀作为焊条药皮的原料，待用；
[0024]取直径适宜的、材质为H08A的盘条，截断成适宜长度作为焊条的焊芯，待用；[0025]将以上原料按照焊条的公知制备方法制成焊条成品，即得到用于管道根焊的低氢 型焊条。
[0026]对该焊条进行管道根焊操作，焊条具有良好的焊接工艺性能，焊接过程实现了单 面焊双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好。检测其扩散氢含量达到低氢标准。
[0027]实施例2
[0028]取大理石粉末、萤石粉末、石英粉末、金红石粉末、钛铁粉末、硅铁粉末、锰铁粉末、 菱苦土粉末、碳酸钠粉末，以如下质量分数配比混合:
[0029]
大理石54%
萤石9%
石英8%
[0030]
金红石5%
钛铁5%
硅铁6%
锰铁6%
菱苦土5%
碳酸钠2%。
[0031]将以上混合成分混合均匀作为焊条药皮的原料，待用；
[0032]取直径适宜的、材质为H08A的盘条，截断成适宜长度作为焊条的焊芯，待用；
[0033]将以上原料按照焊条的公知制备方法制成焊条成品，即得到用于管道根焊的低氢 型焊条。
[0034]对该焊条进行管道根焊操作，焊条具有良好的焊接工艺性能，焊接过程实现了单 面焊双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好。检测其扩散氢含量达到低氢标准。
[0035]实施例3
[0036]取大理石粉末、萤石粉末、石英粉末、金红石粉末、钛铁粉末、硅铁粉末、锰铁粉末、 菱苦土粉末、碳酸钠粉末，以如下质量分数配比混合:
[0037]大理石53%
萤石11%
石英9%
金红石9%
钛铁4%
硅铁5%
锰铁4%
菱苦土4%
碳酸钠1%。
[0038]将以上混合成分混合均匀作为焊条药皮的原料，待用；
[0039]取直径适宜的、材质为H08A的盘条，截断成适宜长度作为焊条的焊芯，待用；
[0040]将以上原料按照焊条的公知制备方法制成焊条成品，即得到用于管道根焊的低氢
型焊条。
[0041]对该焊条成品进行熔融金属成分检测，其质量含量为碳0.082%、锰1.03%、硅
0.48%、硫 0.008%、磷 0.014%，余量为铁。
[0042]对该焊条进行管道根焊操作，焊条具有良好的焊接工艺性能，焊接过程实现了单
面焊双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好。检测其扩散氢含量达到低氢标准。
[0043]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，
并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应
包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于管道根焊的低氢型焊条，由焊芯和药皮两部分组成，其特征在于所述药皮的制备原料由大理石、萤石、石英、金红石、钛铁、硅铁、锰铁、菱苦土、碳酸钠组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道根焊的低氢型焊条，其特征在于所述制备原料的质量分数为:大理石48~57%萤石9~14%石央8~15%金红石5~12%钛铁3~7%硅铁3~7%锰铁5~8%菱苦土3~5%碳酸钠I~2%。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于管道根焊的低氢型焊条，其特征在于所述制备原料的质量分数为:大理石53%萤石11%石英9%金红石9%钛铁4%硅铁5%锰铁4%菱苦土4%碳酸钠I %。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于管道根焊的低氢型焊条，其特征在于所述焊芯的材质为H)8A钢。
【文档编号】B23K35/365GK103600181SQ201310603142
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】侯来昌, 唐艳丽 申请人:天津市永昌焊丝有限公司