一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條的制作方法
【專利摘要】一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，該低合金鋼焊條的焊芯采用低S、P的H08E，而藥皮中各組分按重量百分比構成如下：大理石：30～50％；螢石：20～30％；鈦鐵：3～8％；金屬錳：0.5～2％；純堿：0.5～2%；硅鐵：2～4%；金云母：1～3%；鐵粉：余量；硅泥：1～5％；鋯英砂：1～3%；鎳粉：7～12%；鋁鎂合金：0.5～2％。按上述配比將藥皮各組分混合攪拌均勻，再按上述配比總重的21～26%加入3.2M純鈉水玻璃進行混合攪拌，剩余操作在焊條生產設備上即可制備出低合金鋼焊條，其焊縫具有良好的韌性，可以滿足-100℃條件下低溫鋼壓力容器的焊接需要。
【專利說明】一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條
【技術領域】
[0001]本發明屬于焊接材料【技術領域】，尤其是一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條。
【背景技術】
[0002]近年來低溫容器的制造和使用日漸普及，低溫鋼焊材的用量也越來越多。低溫壓力容器用焊接材料一般可以分為三大類:
第一類就是低合金鋼焊條、焊絲，一般用于-100°c以下；
第二類是如308L、316L等奧氏體不銹鋼焊材，使用溫度可以達到_196°C ；
第三類則是鎳基焊材，主要用于上述兩類焊材無法滿足要求的場合。
[0003]關于第一類低合金低溫鋼焊條的專利檢索有:
⑴一種-70°C鐵素體型低溫鋼專用焊條(201010219428.7)；
⑵一種用于大型低溫球罐鋼焊接的電焊條(200910068642.4)；
⑶一種低溫韌性好的高強度電焊條(200410037809.8)。
[0004]上述⑴用于-70 V鐵素體型低溫鋼的焊接。上述⑵用于大型低溫球罐鋼焊接，其焊縫金屬在_60°C具有良好韌性。上述⑶是一種低溫韌性好的高強度電焊條，它的抗拉強度達到850MPa，而在_50°C時的沖擊大于74J。
[0005]隨著工業技術的發展，用于-100°C的3.5Ν?鋼應用越來越多，與之配套的焊條其焊縫金屬在-100°C也必須具有良好的韌性。

【發明內容】

[0006]為解決上述問題，本發明提供了一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，該低合金鋼焊條在-100°C時的焊縫具有良好的韌性，可以滿足-100°c條件下壓力容器的焊接需要。
為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案:
一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，該低合金鋼焊條的焊芯采用低S、P的H08E，而藥皮中含有碳酸鹽、氟化物、硅酸鹽、脫氧及過渡合金元素的鈦鐵、霧化硅鐵、電解金屬錳、鎳粉及改善壓涂性的金云母，制作該低合金鋼焊條使用到焊條生產設備，焊條生產設備按常規操作方式；本發明的特征如下:
藥皮中各組分按重量百分比構成如下:
大理石:30~50% ;螢石:20~30% ;欽鐵:3~8% ;金屬猛:0.5~2% ;純喊:0.5~2% ;娃鐵:2~4% ;金云母:1~3% ;鐵粉:余量；娃泥:1~5% ;錯英砂:1~3% ;鎳粉:7~12%;鋁鎂合金:0.5~2% ;
按上述配比將藥皮各組分混合攪拌均勻，再按上述配比總重的21~26%加入3.2M純鈉水玻璃進行混合攪拌，要求純鈉水玻璃的密度控制在1.43~1.48g/mm3,剩余操作在焊條生產設備上即可制備出低合金鋼焊條，低合金鋼焊條中的熔敷金屬化學成分百分含量要求如下:(0.010%。
[0007]藥皮中各組分的百分含量要求如下:
大理石:CaC03 ≥ 95%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.03% ；
螢石:CaF2 ≥ 97%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.03% ；
鈦鐵:T1: 25 ~35%，S ≤ 0.03%, P ≤ 0.05% ；
金屬錳:Mn ≥ 97.0%, S≤0.02%, P≤0.03% ；
純堿:Na2C03 ≥ 98.0% ；
硅鐵:S1:43 ~47%，S ≤ 0.02%, P ≤ 0.04% ；
金云母=SiO2:45 ~55%, Al2O3:25 ~35%, K2CHNa2O ≥ 7%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鐵粉:總鐵≥98.0%, S≤0.02%, P≤0.02% ；
硅泥=SiO2 ≥95.0%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鋯英砂=ZrO2 ≥ 60.0%, SiO2 ( 32%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鎳粉:Ni+Co ≥ 99.5%, S ≤ 0.005%, P ≤ 0.005% ；
鋁鎂合金:A1:47 ~53%，Mg ≥ 60.0%, Al+Mg ≤ 96.5%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.05%。
[0008]由于采用如上所述技術方案，本發明具有如下優越性:
I)本發明的焊條具有良好的工藝性能，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩定。
[0009]2)本發明的焊條在焊接時其電弧較易引燃，在焊接過程中燃燒平穩。
[0010]3)本發明的藥皮均勻熔化，無成塊脫落現象，在焊接過程中飛濺極少，焊縫成型美觀，脫渣性能優良，熔渣容易清除，適應全位置焊接。
[0011]4)熔敷金屬在-100°C時的沖擊功大于100J以上。
【具體實施方式】
[0012]本發明是一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，該低合金鋼焊條的焊芯采用低S、P的H08E，而藥皮中含有碳酸鹽、氟化物、硅酸鹽、脫氧及過渡合金元素的鈦鐵、霧化硅鐵、電解金屬錳、鎳粉及改善壓涂性的金云母。
[0013]藥皮中各組分的含量要求和作用簡述如下:
大理石:CaC03≥95%，S≤0.03%, P≤0.03%。大理石的主要作用是造渣、造氣，提高熔渣堿度，穩弧、脫硫，增大熔渣表面張力和界面張力，因而將大理石百分重量控制在30~50%。
[0014]螢石:CaF2≥97%，S≤0.03%, P ≤ 0.03%。螢石的主要作用是造渣，適量的螢石可調整熔渣的熔點和粘度，增加其流動性，活化熔池，改善脫渣、除氫，螢石加入過量時對電弧的穩定性不利。
[0015]鈦鐵:T1:25~35%，S≤0.03%, P ≤ 0.05%。鈦鐵的主要作用是起到脫氧，同時在焊接時具有防止晶粒粗大、細化晶粒和固定碳的作用。
[0016]金屬錳:Mn≥97.0%，S≤0.02%, P≤0.03%。金屬錳的主要作用是向焊縫中過渡Mn元素，綜合考慮限制金屬錳在0.5~2%。
[0017]純堿:Na2C03≥98.0%。純堿的主要作用是改善壓涂性，同時有一定的改善電弧穩定性作用，當純堿含量低于0.5%時其作用不明顯，當純堿含量大于2%時對焊接的工藝性能會造成不利影響。[0018]硅鐵:S1:43~47%，S≤0.02%, P≤0.04%。硅鐵的主要作用是起到脫氧，而脫氧產物也參與造渣，加入硅鐵含量低于2%時其脫氧不充分，加入硅鐵含量高于4%時可能增加焊縫中Si含量。
[0019]金云母:Si02: 45 ~55%，Al2O3:25 ~35%，K2CHNa2O ≤ 7%, S ≤ 0.03%, P ( 0.04%。金云母的主要作用是造渣，改善壓涂性能，穩定電弧，增加藥皮的透氣性，利于藥皮水分排出，避免藥皮開裂，加入量過多有增氫的作用，因而金云母的加入量應控制在I~3%。
[0020]鐵粉:總鐵≤98.0%, S≤ 0.02%,P ( 0.02%。鐵粉可以改善焊接電弧的穩定性，可以細化熔滴，調整鐵水的粘稠度。
[0021]硅泥:Si02≤95.0%, S≤ 0.03%, P ( 0.04%。硅泥主要起到造渣的作用，調整熔渣的粘度，細化熔滴，同時具有改善焊條壓涂性的作用。
[0022]鋯英砂=ZrO2≤60.0%，SiO2 ( 32%，S≤0.03%，P ( 0.04%。鋯英砂的主要作用是造渣，可以改善脫渣性，加入量太少作用不明顯，過多會影響焊接工藝性能，故控制在I~
3% ο
[0023]鎳粉:Ni+Co≤99.5%, S≤0.005%, P≤0.005%。向焊縫中過渡Ni元素可起到合金劑的作用，提高焊縫金屬的低溫韌性。
[0024]鋁鎂合金:A1:47~53%，Mg ≤ 60.0%, Al+Mg ≤ 96.5%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.05%。鋁鎂合金主要起到脫氧的作用，其脫氧產物也參與造渣，大量試驗確定鋁鎂合金的含量控制在0.5~2%較為合適。
[0025]下面三個實施例給出了藥皮各組分的具體配比。
[0026]實施例1:藥皮中各組分的重量百分比見下表
【權利要求】
1.一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，該低合金鋼焊條的焊芯采用低S、P的H08E，而藥皮中含有碳酸鹽、氟化物、硅酸鹽、脫氧及過渡合金元素的鈦鐵、霧化硅鐵、電解金屬錳、鎳粉及改善壓涂性的金云母，制作該低合金鋼焊條使用到焊條生產設備，焊條生產設備按常規操作方式；其特征是: 藥皮中各組分按重量百分比構成如下: 大理石:30~50% ;螢石:20~30% ;欽鐵:3~8% ;金屬猛:0.5~2% ;純喊:0.5~2% ;娃鐵:2~4% ;金云母:1~3% ;鐵粉:余量；娃泥:1~5% ;錯英砂:1~3% ;鎳粉:7~12%;鋁鎂合金:0.5~2% ; 按上述配比將藥皮各組分混合攪拌均勻，再按上述配比總重的21~26%加入3.2M純鈉水玻璃進行混合攪拌，要求純鈉水玻璃的密度控制在1.43~1.48g/mm3,剩余操作在焊條生產設備上即可制備出低合金鋼焊條，低合金鋼焊條中的熔敷金屬化學成分百分含量要求如下:
C:≤ 0.08% ；Mn:0.275 ~0.60% ；Si: ≤ 0.10% ；N1:3.09 ~3.32% ； S: ≤0.008% ；P:≤0.010%O
2.根據權利要求1所述一種低溫鋼焊接用低合金鋼焊條，其特征是:藥皮中各組分的百分含量要求如下:
大理石:CaCO3 ≤ 95%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.03% ；
螢石:CaF2 ≤ 97%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.03% ；
鈦鐵:T1: 25 ~35%，S ≤ 0.03%, P ≤ 0.05% ；
金屬錳:Mn ≤ 97.0%, S≤0.02%, P≤0.03% ；
純堿:Na2C03 ≤ 98.0% ；
硅鐵:S1:43 ~47%，S ≤ 0.02%, P ≤ 0.04% ；
金云母=SiO2:45 ~55%, Al2O3:25 ~35%, K2CHNa2O ≥ 7%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鐵粉:總鐵≤98.0%, S≤0.02%, P≤0.02% ；
硅泥=SiO2 ≤ 95.0%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鋯英砂=ZrO2 ≤ 60.0%, SiO2 ≤ 32%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.04% ；
鎳粉:Ni+Co ≤ 99.5%, S ≤ 0.005%, P ≤ 0.005% ；
鋁鎂合金:A1:47 ~53%，Mg ≤ 60.0%, Al+Mg ≥ 96.5%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.05%。
【文檔編號】B23K35/365GK103447717SQ201310322476
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】黃連濤, 楊曉晴, 郭敬杰 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所