一种80公斤级超低温高强钢焊条及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电焊条，特别涉及一种满足低温环境下抗拉强度在780MPa以上 的80公斤级超低温高强钢焊条及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 中国从上世纪80年代开始开发研究高强度高韧性低合金调质钢，主要用于工程 机械、高压容器等行业，低合金高强度钢的开发应用，为节约钢材及减轻焊接结构的自重创 造了条件，对于机车车辆、船舶、工程机械、海洋工程装备等运行结构，由于减轻自重，可有 效的节省能源，提高运载能力和工作效率，并可使工程结构向大型化、轻量化和高效能方面 发展。高强度高韧性调质钢的商业应用，具备了以下特点：①钢材使用量减少；②板厚减小 使焊接工作量减少；③承载能力提高；④安全性得到提高。
[0003]为了提高钢材的抗冷裂纹性和低温韧性，降低含碳量是有效的措施，但碳含量过 低会损失钢材的强度，为了弥补这一损失，通过加入多种合金元素，如B等对淬透性有强烈 影响的元素来提高钢材的淬透性，使这类钢在调质处理后具有足够的强度和韧性，特别是 具备了焊接裂纹的敏感性低的特点。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种极低温环境下性能稳定的80公斤级超 低温高强钢焊条及其制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种80公斤级超低温高强钢 焊条，包括焊芯和覆于焊芯表面的药皮，所述焊条药皮配方重量百分比为：
[0006] 大理石 30-40% 萤石 25-35 % 硅灰石 2-5 %
[0007] 电解锰 5-8 % 硅铁 5-8 % 金红石 7-10% 钦铁 2-5 % CMC 0. 4-0. 8 % 镍粉 4-8 % 钼铁 2-4 % 铁粉 2-5 % 硼及硼合金 1. 5-2%
[0008] 所述焊芯为H08E盘条。
[0009] 上述的80公斤级超低温高强钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各 种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备，使用模数3. 05-3. 15、钾钠比为2-3:1、浓度 为42-44°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均 匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后， 使用焊条烘干炉，经低温50_90°C，中温90-150°C，高温350-400°C进行烘干，制备得到80公 斤级超低温高强钢焊条。
[0010] 本发明的有益效果是：
[0011] 1、本发明焊条施焊后不需后续热处理工艺，节省了施工周期，降低了生产成本。
[0012] 2、本发明焊条熔敷金属夏比V型缺口冲击吸收功KV2超低温（_80°C)冲击韧性数 值，可保证在70J以上，并且数值稳定，明显提高了焊缝的抗裂性能。
[0013] 3、发明焊条具有优良的全位置焊接工艺，即使在立焊、仰焊等特殊焊接位置，仍能 保证良好的超低温冲击韧性。
[0014] 4、本发明焊条焊接工艺性能佳，电弧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊缝成型美观。该焊 条既有高的抗拉强度，同时具有高塑高韧性。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明：
[0016] 本发明80公斤级超低温高强钢焊条，包括焊芯和覆于焊芯表面的药皮，所述焊条 药皮配方重量百分比为：
[0017] 大理石 30-40% 茇石 25-35 % 硅灰石 2-5 % 电解锰 5-8% 硅铁 5-8 % 金红石 7-10% 钦铁 2-5 % CMC 0. 4-0. 8 % 镍粉 4-8 % 钼铁 2-4 % 铁粉 2-5 % 硼及硼合金 1. 5-2 %
[0018] 所述焊芯为H08E盘条。
[0019] 上述的80公斤级超低温高强钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各 种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备，使用模数3. 05-3. 15、钾钠比为2-3:1、浓度 为42-44°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均 匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后， 使用焊条烘干炉，经低温50_90°C，中温90-150°C，高温350-400°C进行烘干，制备得到80公 斤级超低温高强钢焊条。
[0020] CaC03是大理石的主要组成成分，在电弧热的作用下，分解成CaO和C02气体，起到 造渣和造气的作用，能够起到稳定电弧和改善脱渣的作用，但CaCO#多会粗化熔滴，所以 本发明将大理石控制在30-40%。
[0021]CaF2是萤石的主要成分，属于碱性氟化物，CaF2中的能降低电弧气氛中H的分 压，CaF2的分解能降低熔敷金属中氧的含量，有利于提高焊缝金属的低温冲击韧性，一定量 的萤石可以降低液态金属的表面张力，提高熔渣的流动性，改善熔渣的物理性能，但过量的 萤石会造成电弧不稳定，在本发明中试验证明〇 &匕在25-35 %时有较好效果。
[0022] 金红石是较纯的Ti02，能够改善熔渣的物理性能，把长渣改为短渣，改善焊缝成 形、减小飞溅，本发明在加入时总量控制在7-10%。
[0023] 电解锰的加入可以起到脱硫、脱氧的作用，还可以向焊缝过渡锰元素，提高焊缝强 度，但锰与硅含量不匹配时将严重损害熔敷金属的缺口韧性。
[0024] 硅铁的加入也起到脱氧的作用，但是硅过高不利于焊缝金属的韧性，本发明硅铁 加入量在5-8%。
[0025]Mo主要作用为固溶强化，能显著提高钢的蠕变极限和持久强度极限，但Mo加入过 多，会加大钢的脆断，本发明中将Mo-Fe加入量控制在2-4%。
[0026]Ni的加入有利于提高焊缝的冲击韧性，在含锰焊缝中增加镍后将发生下列变化： 焊态焊缝中先共析铁素体的比例逐渐减少，而针状铁素体逐渐增多，但在镍与锰含量不匹 配时产生严重脆化，因此本发明中将Ni加入量控制在4-8%。
[0027] 铁粉的加入能够增加焊接效率，使交流焊接工艺更加稳定，但铁粉的数量的增加 将导致焊缝含氧量的增加，对焊缝的低温冲击韧性产生不利的影响，因此铁粉的加入量控 制在2-5%。
[0028] 按下表质量配比
[0029]
[0030]
【主权项】
1. 一种80公斤级超低温高强钢焊条，包括焊芯和覆于焊芯表面的药皮，其特征在于， 所述焊条药皮配方重量百分比为：
2. 根据权利要求1所述的80公斤级超低温高强钢焊条，其特征在于，所述焊芯为H08E 盘条。
3. -种如权利要求1或2所述的80公斤级超低温高强钢焊条的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备，使用模 数3. 05-3. 15、钾钠比为2-3:1、浓度为42-44°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入 量为混合粉重量的18-25%，搅拌均匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊 芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温50-90°C，中温90-150°C，高温 350-40(TC进行烘干，制备得到80公斤级超低温高强钢焊条。
【专利摘要】本发明公开了一种80公斤级超低温高强钢焊条及其制备方法，包括焊芯，焊条药皮配方重量百分比为：大理石30-40％，萤石25-35％，硅灰石2-5％，电解锰5-8％，硅铁5-8％，金红石7-10％，钛铁2-5％，CMC？0.4-0.8％,镍粉4-8％，钼铁2-4％，铁粉2-5％。焊条在制备时没有特殊要求，采用行业内通用的液压式生产设备的制造工艺即可实现。本发明焊条有优良的焊接工艺性能、力学性能和生产压涂性能，尤其在-80℃的超低温环境下仍具有优良和稳定的冲击韧性。
【IPC分类】B23K35-40, B23K35-365
【公开号】CN104551453
【申请号】CN201410748797
【发明人】郑子行, 翟泳, 李志提, 于国宏, 文进
【申请人】天津大桥龙兴焊接材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月9日