專利名稱：一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接材料領域技術，特別是一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條。
背景技術：
濕法水下焊接是水下工程結構的安裝、維修施工中不可缺少的重要工藝手段。它們常被用于海上救撈、海洋能源、海洋采礦等海洋工程和大型水下設施的施工過程中。“十二五”期間，國家將在海洋工程和港口設施方面繼續加大投資力度，對濕法水下焊接材
料的需求也將越來越大。目前國內用于水下施工的濕法焊條主要有TS202，TS203以及中船重工七二五所研制的TS202A。其中TS202、TS203和TS202A焊條的強度級別較低，主要適用于Q235和低碳鋼的水下焊接用。而對于強度級別較高的一般結構的低合金鋼水下焊接國內目前還沒有適宜的焊接材料。國外濕法水下焊接材料主要有英國Hydroweld公司研制生產的Hydroweld FS水下焊條，美國研制生產的7018’ S水下焊條，以上焊條均可用于低合金鋼的水下焊接，但是售價在50萬元/噸以上，價格昂貴。國內涉及到的授權專利有一種濕法水下焊條(申請號200810141292)，該專利提到的焊條用酚醛樹脂做粘結劑，強度較低；國外沒有檢索到涉及到水下焊條的相關專利。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，該焊條用于低合金鋼水下焊接時，防水性能和絕緣性能優良，焊接工藝性能優異，熔敷金屬抗拉強度> 460MPa，可全位置焊接，特別適用于立向下焊接，滿足海洋工程一般結構水下焊接的要求，并且生產工藝合理，制造成本較低。為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案
本發明的一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，包括采用市售滿足GB/T3429要求的H08E鋼絲作為焊芯；采用藥皮過渡合金元素；采用普通水玻璃作為粘結劑，使用普通焊條壓涂生產線壓涂成焊條；最后在藥皮表面涂覆一層市售的防水絕緣清漆，其特征是藥皮的固體份組成和重量百分比金紅石4(T48%，大理石5 8%，鉀長石15 20%，微晶纖維素5 10%，鈦白粉6 10%，高碳錳鐵8 12%，鐵粉6 12%。具體的，所述的微晶纖維素是天然纖維素在酸性介質中水解使分子量降低到一定的范圍的顆粒狀粉末產品。微晶纖維素為能自由流動的結晶非纖維狀的微粒子。其中，所述的高碳錳鐵Mn彡75%，C彡7. 5%，Si ( I. 5%。進一步具體的，所述的藥皮原料技術要求如下金紅石Ti02彡95%, S^O. 03%,P 彡 0. 03%, 100% 過目數顆粒度為 80 目；大理石CaC03 彡 95%, S 彡 0. 03%, P ( 0. 03%, 100%過目數顆粒度為60目；鉀長石=SiO2 :63 73%，Al2O3:15 24%，K2CHNa2O彡12%, K2O彡8%,S彡0. 04%, P彡0. 04% ；微晶纖維素纖維素彡87% :鈦白粉Ti02彡98%，S彡0. 05%，P彡0. 05%, 100%過目數顆粒度為200目；高碳錳鐵Mn彡75%，C ^ 7. 5%，Si ( I. 5%，S ^ 0. 03%, P ^ 0. 20%, 100% 過目數顆粒度為 40 目；鐵粉Fe 彡 98%, Mn ( 0. 45%,S彡0. 003%, P彡0. 013%, 100%過目數顆粒度為40目。本專利的100%過目數顆粒度，是指原料可以100%可以通過該目數的篩子。本發明中，金紅石是藥皮中主要組成物之一，其加入范圍為40% 48%。在該范圍內，可以保證水下焊接電弧穩定燃燒。當金紅石低于40%時，電弧穩定性變差，在立焊位置無法施焊。當金紅石加入量超過48%時，焊接電弧會發生抖動、漂移，焊接成型惡化，同時對焊縫的力學性能造成不利影響。本發明中大理石的加入量在5 8%，一方面大理石屬于造氣、造渣劑，另一方面還可以調高熔渣的粘度，對立焊非常有利。大理石的含量過低時，無法起到提高熔渣粘度的作用，含量超過8%時，焊接速度變慢，焊縫成型差。本發明中加入一定量的鉀長石可以使焊條壓涂時具有良好的塑性和彈性，同時鉀 長石還具有穩弧的作用。但是鉀長石含量超過20%時，熔渣粘度顯著下降，焊縫成型變差，脫渣困難。為了改善焊條壓涂工藝性能，同時考慮到鉀長石過多時的不利影響，其合適的加入量范圍為15 20%。微晶纖維素主要是造氣、穩弧，增加水下焊接時的電弧吹力，并可改善焊條的壓涂性能。適宜的加入量為5 10%。本發明中鈦白粉的加入量控制在6 10%，鈦白粉可以使藥皮具有良好的塑性，改善焊條壓涂工藝，但是用量不宜過多，否則不僅成本高而且會降低焊縫的塑性，造成焊縫開
^lPC O高碳錳鐵主要作為脫氧劑，也有一定的滲合金作用。此外，錳的脫氧反應屬于放熱反應，提高熔池溫度，有利于冶金反應。加入量過多時，脫氧性過強引起焊縫表面質量惡化。反之，高碳錳鐵過少，由于熔池熱量不夠而致流動性差，對焊接操作及冶金反應不利，同時還會引起焊縫機械性能降低。本發明中加入鐵粉的目的是改善焊條在水下的再引弧性和提高焊接效率。加入量超過12%時，會使焊條的壓涂性和焊接工藝性能變差，同時對其它元素的稀釋作用也會加大。通過采用上述技術方案，本發明的用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條具有如下特
占-
^ \\\
(I)用于低合金鋼焊接時，熔敷金屬抗拉強度可達到460MPa以上。(2)在海水或淡水中焊接時，起弧容易、電弧燃燒穩定，再引弧性能良好，脫渣容易，焊縫成型美觀，具有良好的水下焊接工藝性能。(3)焊條防水涂層具有優異的防水絕緣性能，在海水或淡水中經長時間浸泡后，藥皮不發生變質和脫落，仍可進行焊接操作，并得到滿意的焊縫組織。(4)焊條生產工藝簡單，成本較低。
具體實施例方式下面結合實施例對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。各個實施例均采用H)8E鋼絲作為焊芯；采用固含量25%普通水玻璃作為粘結劑，使用普通焊條壓涂生產線壓涂成焊條；最后在藥皮表面涂覆防水絕緣清漆。藥皮原料符合技術方案要求。高碳錳鐵=Mn為79%。表I實施例1-3藥皮組成。
胃料名稱I金紅石I大理石I鉀長石I微晶纖維素I鈦白粉I高碳f孟鐵I鐵粉j合計
實施例 I 42% 8%_16%6%_10%12%_6%_100%
灰施例 2 — 40% 7% 15%~10%7%9%12% 100%
女施例 3 148% 15% \20%15%|6%!8%!8% |l00%~實施效果為表2和表3所示。表2實施例的y敷金屬化學成分(％)
Ic [Mn [Si Is Ip 更姚例 I 0. 106— 0. 387 oT3l6~ 0. 014 0. 026 ^|例 2 0. 098— 0. 323 0 298~ 0. 015 0. 020 更知例 3 |o. 122 |o. 312 |o. 348 |o. 017 |o. 021
表3實施例的熔敷金屬力學性能
r抗拉3 職強度
延伸率S SPA
RnfZiyPaRpo^a/MPa
^妄涵雨 j54547S210
^實施例 250542024^
實施例 353.046521.0
權利要求
1.一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，包括采用市售滿足GB/T3429要求的H08E鋼絲作為焊芯；采用藥皮過渡合金元素；采用普通水玻璃作為粘結劑，使用普通焊條壓涂生產線壓涂成焊條；最后在藥皮表面涂覆一層市售的防水絕緣清漆，其特征是藥皮的固體份組成和重量百分比金紅石40 48%，大理石5 8%，鉀長石15 20%，微晶纖維素5 10%，鈦白粉6 10%，高碳錳鐵8 12%，鐵粉6 12%。
2.根據權利要求I所述用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，其特征是所述的高碳錳鐵 Mn ≥ 75%, C ≤ 7. 5%, Si ≤ I. 5%。
3.根據權利要求I所述用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，其特征是所述的藥皮原料技術要求如下金紅石=TiO2哦95%，S≤0. 03%,P ( 0. 03%, 100%過目數顆粒度為80目；大理石CaC03哦95%，S≤0. 03%, P哦0. 03%, 100%過目數顆粒度為60目；鉀長石Si02 63 73%，Al2O3:15 24%，K2CHNa2O ≥ 12%, K2O ≤ 8%, S ≥ 0. 04%, P ≤ 0. 04% ;微晶纖維素纖維素≥87% :鈦白粉Ti02≥98%，S≤0. 05%, P≤0. 05%, 100%過目數顆粒度為200目；高碳錳鐵Mn≥75%, C ≤ 7. 5%, Si≤I. 5%, S≤0. 03%, P≤0. 20%, 100%過目數顆粒度為40目；鐵粉Fe≥98%, Mn≤0. 45%, S≤0. 003%, P≤0. 013%, 100%過目數顆粒度為40目。
全文摘要
本發明介紹了一種用于低合金鋼濕法水下焊接的焊條，采用市H08E鋼絲作為焊芯；采用藥皮過渡合金元素；水玻璃為粘結劑；在藥皮表面涂覆防水絕緣清漆，藥皮的固體份組成和重量百分比金紅石40~48%，大理石5~8%，鉀長石15~20%，微晶纖維素5~10%，鈦白粉6~10%，高碳錳鐵8~12%，鐵粉6~12%。本發明焊條用于低合金鋼焊接時，熔敷金屬抗拉強度可達到460MPa以上；在水中焊接時起弧容易、電弧燃燒穩定，再引弧性能良好，脫渣容易，焊縫成型美觀；涂層防水絕緣性能好，長時間浸泡后藥皮不發生變質和脫落；焊條生產工藝簡單，成本較低。
文檔編號B23K35/365GK102773634SQ201210245220
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者吳倫發, 郭敬杰, 黃連濤 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所