一种低合金钢焊条的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接材料技术领域，尤其是一种低温钢焊接用低合金钢焊条。
【背景技术】
[0002]近年来低温容器的制造和使用日渐普及，低温钢焊材的用量也越来越多。低温压力容器用焊接材料一般可以分为三大类:第一类就是低合金钢焊条、焊丝，一般用于-100°c以下；第二类是如308U316L等奥氏体不锈钢焊材，使用温度可以达到_196°C ;第三类则是镍基焊材，主要用于上述两类焊材无法满足要求的场合。
[0003]关于第一类低合金低温钢焊条的专利检索有:(1)一种-70°C铁素体型低温钢专用焊条(201010219428.7);⑵一种用于大型低温球罐钢焊接的电焊条(200910068642.4) ；(3)一种低温韧性好的高强度电焊条(200410037809.8)。
[0004]上述⑴用于_70°C铁素体型低温钢的焊接。上述⑵用于大型低温球罐钢焊接，其焊缝金属在-60°C具有良好韧性。上述⑶是一种低温韧性好的高强度电焊条，它的抗拉强度达到850MPa，而在_50°C时的冲击大于74J。
[0005]随着工业技术的发展，用于-100°C的3.5Ni钢应用越来越多，与之配套的焊条其焊缝金属在-1oo°c也必须具有良好的韧性。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种低温钢焊接用低合金钢焊条，该低合金钢焊条在-100°C时的焊缝具有良好的韧性，可以满足-1oo°c条件下压力容器的焊接需要。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种低合金钢焊条，药皮中各组分的重量百分比含量要求如下:大理石:CaC03 ^90%，S 彡 0.02%，P 彡 0.02% ;萤石:CaF2 彡 96%，S 彡 0.015%，P 彡 0.015% ;钛铁:T1:20 ?24%，S 彡 0.02%，P 彡 0.03% ;金属锰:Mn 彡 96.0%，S 彡 0.01%，P 彡0.01% ;纯碱:Na2C03 彡 97.0% ;硅铁:S1:42 ?45%，S 彡 0.01%, P 彡 0.01% ;金云母:Si02:40 ?45%，A1203:20 ?30%，K20+Na20 彡 5%，S 彡 0.01%，P 彡 0.02% ;铁粉:总铁彡 97.0%，S 彡 0.01%，P 彡 0.01% ;硅泥:Si02 彡 94.0%，S 彡 0.02%，P 彡 0.042% ；锆英砂:Zr02 彡 665.0%, Si02 彡 33%，S 彡 0.02%，P 彡 0.03% ;镍粉:Ni+Co 彡 99.0%,S 彡 0.004%, P 彡 0.003% ;铝镁合金:A1:54 ?55%，Mg 彡 63%，Al+Mg 彡 94%，S 彡0.04%，P彡0.02%;其熔敷金属化学成分按重量百分比含量要求如下:C:彡0.09% ；Mn:0.2.8 ?0.70% ；Si..( 0.20% ；N1: 3.I ?3.5% ； S:彡 0.006% ；P:彡 0.015%。
[0008]—种低合金钢焊条的制备方法，该低合金钢焊条的焊芯采用低S、P的H08E，而药皮中含有碳酸盐、氟化物、硅酸盐、脱氧及过渡合金元素的钛铁、雾化硅铁、电解金属锰、镍粉及改善压涂性的金云母，制作该低合金钢焊条使用到焊条生产设备，焊条生产设备按常规操作方式；按上述药皮配方的配比将药皮各组分混合搅拌均匀，再按上述配比总重的27?28%加入3.3M纯钠水玻璃进行混合搅拌，要求纯钠水玻璃的密度控制在1.5?1.6g/mm3,剩余操作在焊条生产设备上即可制备出低合金钢焊条。由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下优越性:
1)本发明的焊条具有良好的工艺性能，焊条表面光滑、成品率高、偏心稳定；
2)本发明的焊条在焊接时其电弧较易引燃，在焊接过程中燃烧平稳；
3)本发明的药皮均匀熔化，无成块脱落现象，在焊接过程中飞溅极少，焊缝成型美观，脱渣性能优良，熔渣容易清除，适应全位置焊接；
4)熔敷金属在-100°C时的冲击功大于100J以上。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明作进一步说明:
本发明是一种低温钢焊接用低合金钢焊条，该低合金钢焊条的焊芯采用低S、P的H08E，而药皮中含有碳酸盐、氟化物、硅酸盐、脱氧及过渡合金元素的钛铁、雾化硅铁、电解金属锰、镍粉及改善压涂性的金云母。
[0010]药皮中各组分的含量要求和作用简述如下:大理石:CaC03彡90%，S (
0.02%，P ( 0.02%。大理石的主要作用是造渣、造气，提高熔渣碱度，稳弧、脱硫，增大熔渣表面张力和界面张力，因而将大理石百分重量控制在51?55%。
[0011]萤石:CaF2彡96%，S ( 0.015%, P ( 0.015%。萤石的主要作用是造渣，适量的萤石可调整熔渣的熔点和粘度，增加其流动性，活化熔池，改善脱渣、除氢，萤石加入过量时对电弧的稳定性不利。
[0012]钛铁:T1:20?24%，S ^ 0.02%，P ^ 0.03%。钛铁的主要作用是起到脱氧，同时在焊接时具有防止晶粒粗大、细化晶粒和固定碳的作用。
[0013]金属锰:Mn彡96.0%，S彡0.01%，P彡0.01%。金属锰的主要作用是向焊缝中过渡Mn元素，综合考虑限制金属锰在0.6?2.1%。
[0014]纯碱:Na2C03 ^ 97%。纯碱的主要作用是改善压涂性，同时有一定的改善电弧稳定性作用，当纯碱含量低于0.51%时其作用不明显，当纯碱含量大于2.1%时对焊接的工艺性能会造成不利影响。
[0015]硅铁:S1:42?45%，S彡0.04%，P彡0.04%。硅铁的主要作用是起到脱氧，而脱氧产物也参与造渣，加入硅铁含量低于1.5%时其脱氧不充分，加入硅铁含量高于3.5%时可能增加焊缝中Si含量。
[0016]金云母:Si02:40?45%，A1203:20 ?30%，K20+Na20 彡 5%，S 彡 0.01%，P 彡
0.02%。金云母的主要作用是造渣，改善压涂性能，稳定电弧，增加药皮的透气性，利于药皮水分排出，避免药皮开裂，加入量过多有增氢的作用，因而金云母的加入量应控制在1.1?2.1%。
[0017]铁粉:总铁彡97%，S ( 0.01%，P ( 0.01%。铁粉可以改善焊接电弧的稳定性，可以细化熔滴，调整铁水的粘稠度。
[0018]硅泥:Si02彡94%，S ( 0.02%, P ( 0.042%。硅泥主要起到造渣的作用，调整熔渣的粘度，细化熔滴，同时具有改善焊条压涂性的作用。
[0019]锆英砂:Zr02彡65%，Si02彡33%，S彡0.00.2%, P彡0.03%。锆英砂的主要作用是造渣，可以改善脱渣性，加入量太少作用不明显，过多会影响焊接工艺性能，故控制在1.5?2%。
[0020]镍粉:Ni+Co彡99.0%，S ( 0.004%, P ( 0.003%。向焊缝中过渡Ni元素可起到合金剂的作用，提高焊缝金属的低温韧性。
[0021]铝镁合金:Al:54?55%，Mg 彡 63%，Al+Mg 彡 94%，S 彡 0.04%, P 彡 0.02%。铝镁合金主要起到脱氧的作用，其脱氧产物也参与造渣，大量试验确定铝镁合金的含量控制在0.4?1.5%较为合适。
[0022]按上述配比将药皮各组分混合搅拌均匀，再按上述配比总重的27?28%加入
3.3M纯钠水玻璃进行混合搅拌，要求纯钠水玻璃的密度控制在1.5?1.6g/_3，剩余操作在焊条生产设备上即可制备出低合金钢焊条。
【主权项】
1.一种低合金钢焊条，其特征是:药皮中各组分的重量百分比含量要求如下:大理石:CaC03 彡 90%，S 彡 0.02%, P 彡 0.02% ;萤石:CaF2 彡 96%，S 彡 0.015%, P 彡 0.015%;钛铁:T1:20 ?24%，S 彡 0.02%，P 彡 0.03% ;金属锰:Mn 彡 96.0%，S 彡 0.01%，P 彡0.01% ;纯碱:Na2C03 彡 97.0% ;硅铁:S1:42 ?45%，S 彡 0.01%, P 彡 0.01% ;金云母:Si02:40 ?45%，A1203:20 ?30%，K20+Na20 彡 5%，S 彡 0.01%，P 彡 0.02% ;铁粉:总铁彡 97.0%，S 彡 0.01%，P 彡 0.01% ;硅泥:Si02 彡 94.0%，S 彡 0.02%，P 彡 0.042% ；锆英砂:Zr02 彡 665.0%, Si02 彡 33%，S 彡 0.02%，P 彡 0.03% ;镍粉:Ni+Co 彡 99.0%,S 彡 0.004%, P 彡 0.003% ;铝镁合金:A1:54 ?55%，Mg 彡 63%，Al+Mg 彡 94%，S 彡0.04%，P彡0.02%;其熔敷金属化学成分按重量百分比含量要求如下:C:彡0.09% ；Mn:0.2.8 ?0.70% ；Si..( 0.20% ；N1: 3.I ?3.5% ； S:彡 0.006% ；P:彡 0.015%。
【专利摘要】本发明公开了一种低合金钢焊条，药皮中各组分按重量百分比构成如下：药皮中各组分按重量百分比构成包括如下成分：大理石：CaCO3≥90％，S≤0.02％，P≤0.02％；萤石：CaF2≥96％，S≤0.015％，P≤0.015％；钛铁：Ti:20～24％，S≤0.02％，P≤0.03％；金属锰：Mn≥96.0％，S≤0.01％，P≤0.01％；纯碱：Na2CO3≥97.0％；硅铁：Si:42～45％，S≤0.01％，P≤0.01％；金云母：SiO2:40～45％，Al2O3:20～30％，K2O+Na2O≥5％，S≤0.01％，P≤0.02％；铁粉：总铁≥97.0％，S≤0.01％，P≤0.01％；硅泥：SiO2≥94.0％，S≤0.02％，P≤0.042％；锆英砂：ZrO2≥665.0％，SiO2≤33％，S≤0.02％，P≤0.03％；镍粉：Ni+Co≥99.0％，S≤0.004％，P≤0.003％；铝镁合金：Al:54～55％，Mg≥63％，Al+Mg≥94％，S≤0.04％，P≤0.02％。
【IPC分类】B23K35/22
【公开号】CN105643136
【申请号】
【发明人】不公告发明人
【申请人】重庆基石机械有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月28日