本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种水下焊条及其制备方法，适用于水下和极度潮湿环境的焊接。
背景技术：
焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接主要通过下列三种途径达成接合的目的：
1、熔焊：加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。
2、压焊：焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。
水下焊接是开发海洋、开采海底石油以及组装、维修诸如采油平台、输油管线和海底仓等大型海洋结构的关键技术之一。水下焊接技术极易受到水环境的影响，主要问题：一是焊接接头含氢量高，二是接头冷却速度快，强度和塑性较陆上差。而提高水下焊接质量的关键是在于焊条的研制，主要通过焊条药皮配方的调整保证焊接质量。因此，目前亟待研究开发一种水下焊接焊条，以满足潮湿环境和水下环境的焊接作业要求。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种水下焊条，其防水性能好，电弧起弧容易，燃烧稳定，抗气孔能力强，具有良好的焊接工艺性能，可满足潮湿环境和水下环境的更高的作业要求；本发明还提供了该水下焊条的制备方法。
为解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种水下焊条，包括焊芯和药皮，其药皮由以下重量百分比的原料制成：金红石20～30％、冰晶石10～20％、大理石10～25％、钾长石5～15％、硅铁3～8％、锰铁3～8％，余量为铁粉。
优选的，所述药皮由以下重量百分比的原料制成：金红石22～25％、冰晶石15～17％、大理石15～20％、钾长石8～11％、硅铁4～6％、锰铁5～6％，余量为铁粉。
优选的，所述焊芯的牌号为H08E。
其中，各原料作用如下：
金红石：主要为TiO2，TiO2是共价键，具有较小的键能，能降低熔渣的表面张力(在冷却过程中其表面张力迅速增加，约束焊缝成型)，保证焊缝质量。冰晶石：造渣和除氢，并具有稳弧作用，排除水中氢的影响，实现低氢型焊条，充分保证机械性能。大理石：造气和造渣，对焊缝起到气渣联合保护作用。锆英石：改善焊接工艺性能。钾长石：造渣与稳弧。硅铁、锰铁：排除焊缝中的氧，增加焊缝金属的性能。铁粉：提高焊接效率，可改善焊条在水下的再引弧性。
本发明提供了上述水下焊条的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述药皮各原料混合，搅拌均匀，加入原料总重5～10％的粘结剂，继续搅拌，均匀后得到药皮涂料；
(2)将焊芯进行除油锈清理，然后将所得药皮涂料附着于所述焊芯外，进行搓制，然后再经烘焙干燥，得到焊条坯体；
(3)将所得焊条坯体表面涂抹防水层，即得本发明水下焊条。
优选的，所述药皮涂料的附着厚度可根据焊芯直径和实际使用要求和工况，在1～3mm之间调整。
优选的，所述粘结剂主要为水玻璃，模数为2.4～2.7，比重为1.39～1.59。
优选的，所述粘结剂由水玻璃90～98wt％和高锰酸钾2～10wt％组成，加入高锰酸钾后，所得药皮涂料具有极佳的压涂性，可有效减少药皮在烘焙时的开裂现象，并在焊接时减小焊条熔池深度，便于排气，具有很强的抗气孔能力；另外，加入的高锰酸钾，可使水玻璃与硅铁、锰铁等铁合金间的作用变的稳定，脱氧效果更佳，并具有极高的稳弧性能。
优选的，所述防水层为油漆、树脂、桐油或石蜡中的任意一种。
本发明具有以下积极有益效果：
本发明水下焊条焊接引弧容易，电弧燃烧稳定，具有很强的抗气孔能力，焊缝成型完整美观，具有良好的焊接工艺性能。
附图说明
图1为本发明水下焊条的制备方法流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种水下焊条，包括焊芯和药皮，其焊芯直径3.2mm，牌号H08E，其药皮厚度1.5mm，由以下重量百分比的原料制成：金红石22％、冰晶石15％、大理石15％、钾长石8％、硅铁4％、锰铁5％，余量为铁粉31％。
其制备方法如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)将所述各药皮原料混合，搅拌均匀，加入原料总重8％的粘结剂(水玻璃95wt％和高锰酸钾5wt％)，继续搅拌，均匀后得到药皮涂料；
(2)将焊芯进行除油锈清理，然后将所得药皮涂料附着于所述焊芯外，进行搓制，然后再经烘焙干燥，得到焊条坯体；
(3)将所得焊条坯体表面涂抹防水层，即得本发明水下焊条。
本实施例水下焊条焊接过程稳定，焊缝无气孔出现，测定扩散氢含量6.5ml/100g，符合国家标准要求≦8ml/100g，可满足各种水下焊接的工况要求。
实施例2
一种水下焊条，包括焊芯和药皮，其焊芯直径4.0mm，牌号H08E，其药皮厚度2.0mm，由以下重量百分比的原料制成：金红石25％、冰晶石17％、大理石20％、钾长石11％、硅铁6％、锰铁6％，余量为铁粉15％。
除以下外，制备方法同实施例1基本相同：步骤(1)加入原料总重5％的粘结剂(水玻璃98wt％和高锰酸钾2wt％)。
本实施例水下焊条焊接过程稳定，焊缝无气孔出现，测定扩散氢含量6.7ml/100g，符合国家标准要求≦8ml/100g，可满足各种水下焊接的工况要求。
实施例3
一种水下焊条，包括焊芯和药皮，其焊芯直径2.5mm，牌号H08E，其药皮厚度1.0mm，由以下重量百分比的原料制成：金红石20％、冰晶石20％、大理石10％、钾长石15％、硅铁3％、锰铁8％，余量为铁粉24％。
除以下外，制备方法同实施例1基本相同：步骤(1)加入原料总重10％的粘结剂(水玻璃90wt％和高锰酸钾10wt％)。
本实施例水下焊条焊接过程稳定，焊缝无气孔出现，测定扩散氢含量6.5ml/100g，符合国家标准要求≦8ml/100g，可满足各种水下焊接的工况要求。
实施例4
一种水下焊条，包括焊芯和药皮，其焊芯直径6.0mm，牌号H08E，其药皮厚度3.0mm，由以下重量百分比的原料制成：金红石30％、冰晶石10％、大理石25％、钾长石5％、硅铁8％、锰铁3％，余量为铁粉19％。
除以下外，制备方法同实施例1基本相同：步骤(1)加入原料总重6％的粘结剂(水玻璃92wt％和高锰酸钾8wt％)。
本实施例水下焊条焊接过程稳定，焊缝无气孔出现，测定扩散氢含量6.4ml/100g，符合国家标准要求≦8ml/100g，可满足各种水下焊接的工况要求。
将以上实施例中的水下焊条在水下100cm静置4小时后，放置前后重量无变化，而市售的水下焊条出现了0.2～0.5mg的增重，说明本发明的水下焊条具有更好的防水效果。
本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。