专利名称：一种优质50公斤级钛钙型碳钢焊条及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种50公斤级钛钙型碳钢焊条及其制备方法，属于金属焊接材料领域。
背景技术：
50公斤级钛钙型碳钢焊条在市场上早已有应用，其国家标准中的代码为E5003(THJ502)。它适于全位置焊接，飞溅小、电弧稳定，脱渣容易，焊缝成型美观，易于操作。
目前已有该类焊条的技术指标性能数值及焊接工艺性能如下抗拉强度(单位MPa)490～580，屈服强度(单位MPa)400～490，伸长率A(单位％)20～30；冲击功0℃时60～110焦耳。
为了保证E5003(THJ502)焊条的最大抗拉强度满足490～580MPa，目前的方法是在焊条制备时加入一种稀有的贵重金属一钼，钼属于具有重要用途但十分稀缺的、不可再生的宝贵资源，常常用于航天军工方面。钼的加入虽然可以明显提焊缝金属的最大抗拉强度，但焊缝金属的-20℃低温冲击韧性也会降低，不能满足较重要结构的焊接，同时钼的加入也大大提高了焊条生产的原料成本。
发明内容
为了保证E5003(THJ502)焊条的最大抗拉强度满足490～580MPa同时提高焊缝金属的-20℃低温冲击韧性并改善焊条的焊接工艺性能，且不再使用资源短缺的稀有金属钼(Mo)作为强化元素，申请人经过了大量的试验工作，终于解决了这个难题。
本发明目的在于提供一种技术指标性能和焊接工艺性能优良且不含贵重金属钼的THJ502焊条。
本发明的目的通过以下技术方案实现焊条的重量百分比组成为TiO230-36％，SiO210-19％，CaCO311-17％，Fe 12-18％，Mn 9-14％，Al2O32-5％，Si 0.3-0.7％，K2O+Na2O 1.5-3.3％，MgO 0.6-1.5％，有机物1.4-5％。
所述有机物是指木粉、竹粉、微晶纤维素中的一种或它们的混合物。
为了获得更好的焊接效果，优选TiO231-35％、SiO212-18％，CaCO312-16％，Fe 13-17％，Mn9-13％，Al2O32.5-4.5％，Si 0.4-0.6％，K2O+Na2O 2-3％，MgO 0.7-1.2％，有机物2-4％。
本发明焊条在制备时可以采用行业内通用的制造工艺，也可以采用以下方法制备按所述比例取各种组分并混合均匀，使用模数为2.4～3.2、钾钠比2～4∶1、浓度为35～42波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为总量的18-26％，搅拌均匀后，使用焊条生产专用设备均匀涂在不同直径的H08A或H08E焊芯上，经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉低温50-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备出50kg级钛钙型碳钢焊条。
本方法中优选粘结剂是模数为2.5、钾钠比为3∶1、浓度为39波美度的钾钠混合水玻璃；加入量为总量的22％。
本发明的优点和特点1、节约了国家资源短缺稀有的贵重金属钼。
2、大大降低了生产的原料成本。
3、提高了焊缝金属的抗裂性能。在-20℃下，焊缝金属的低温冲击韧性≥47J。该数据明显高于同类产品的水平和国家标准的要求。
4、焊条的二次印弧性能得到很大的提高。当U0≥62V时焊接15秒后停弧，间隔100秒后，在不破坏焊条套筒，被焊母材无锈并与地线接触良好的情况下能够正常引燃。
5、焊条的熔敷效率达到98％以上，提高了焊接的工作效率。熔化每公斤焊条的耗电量低于2.2kwh。
具体实施例方式
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
实施例1-4按表一的组分和百分比取各种配料并混合均匀，使用模数为2.4、钾钠比为3∶1、浓度为39波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为总量的20％，搅拌均匀后，使用焊条生产专用设备，按规定的焊条外径均匀涂在H08A焊芯上，经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉低温70℃，中温110℃，高温160℃进行烘干，制备出50kg级钛钙型碳钢焊条。
表一
试验例1-4本发明50公斤级钛钙型碳钢焊条性能测试按行业常规方法测试实施例1-4制得的焊条的各项性能指标，结果见表二、表三。
表二、实施例1-4熔敷金属力学性能测试结果
表三、实施例1-4焊接工艺性能测试结果
权利要求
1.一种50公斤级钛钙型碳钢焊条，其特征在于其重量百分比组成为TiO230-36％，SiO210-19％，CaCO311-17％，Fe 12-18％，Mn 9-14％，Al2O32-5％，Si 0.3-0.7％，K2O+Na2O 1.5-3.3％，MgO 0.6-1.5％，有机物1.4-5％；所述有机物是指木粉、竹粉、微晶纤维素中的一种或它们的混合物。
2.按照权利要求1所述的一种50公斤级钛钙型碳钢焊条，其特征在于其重量百分比组成为TiO231-35％、SiO212-18％，CaCO312-16％，Fe 13-17％，Mn 9-13％，Al2O32.5-4.5％，Si 0.4-0.6％，K2O+Na2O 2-3％，MgO 0.7-1.2％，有机物2-4％。
3.按照权利要求1所述一种50公斤级钛钙型碳钢焊条的制备方法，其特征在于按所述比例取各种组分并混合均匀，使用模数为2.4～3.2、钾钠比2～4∶1、浓度为35～42波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为总量的18-26％，搅拌均匀后，使用焊条生产专用设备均匀涂在不同直径的H08A或H08E焊芯上，经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉低温50-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备出50kg级钛钙型碳钢焊条。
4.按照权利要求3所述一种50公斤级钛钙型碳钢焊条的制备方法，其特征在于粘结剂是模数为2.5、钾钠比为3∶1、浓度为39波美度的钾钠混合水玻璃；加入量为总量的22％。
全文摘要
本发明公开了一种优质50公斤级钛钙型碳钢焊条及制备方法，本发明焊条的重量百分比组成为TiO
文档编号B23K35/40GK101041216SQ200710057210
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者郑子行, 彭愚立, 杨天文, 高盛平, 李志提 申请人:天津大桥焊材集团有限公司