本發明涉及焊接技術，尤其涉及一種低氫型焊條及其制備方法。
背景技術：
焊條在焊接中使用廣泛，制作容易，同時具有良好的焊接工藝性能，質量穩定。大直徑、高強度、大壁厚管道或容器的焊接，對焊縫金屬的低溫韌性、抗裂性能也提出了較高要求，這些條件下的焊接使用較多的是低氫型焊條。但低氫型焊條存在著一個較普遍的問題是焊條的工藝性能比酸性焊條差，如焊接時飛濺的顆粒較大，電弧的穩定性、焊后的焊縫成型及全位置焊接性等較酸性焊條差。
為提高堿性焊條的工藝性能，目前一般通過在藥皮中添加純堿、云母、水玻璃粉或使用加有鋰水玻璃的粘結劑等方法來改善堿性焊條的工藝性能，但這些方法的效果不僅不太明顯，而且還會增加焊條的生產成本(如鋰水玻璃十分昂貴，其價格是普通水玻璃的8-10倍)和影響焊條的使用性能(如純堿、水玻璃粉會增加焊條的吸潮性能，云母會增加焊條的擴散氫含量，水玻璃粉會影響焊條的低溫韌性等)。目前采用普通的堿性焊條藥皮與低合金鋼焊芯組合制作出的焊條，焊接時電弧聲音嘈雜、飛濺多且顆粒較大，焊縫成型粗糙，立仰焊時操作性差。
現國內外也有通過藥皮過渡合金元素使焊縫金屬產生合金化的焊條，如國際專利WO86/04284(1986年)，該焊條屬堿性低氫型堆焊焊條，用于金屬表面硬化，采用普通低碳鋼焊芯，通過藥皮過渡合金元素，這種焊條的缺點是工藝性能差，發塵量大，熔敷金屬化學成分不均勻，不適合全位置焊接。又如蘇聯專利Su-656783(1979年)，屬低氫型鐵素體焊條，采用工業純鐵作焊芯，全部通過藥皮過渡合金元素，過渡的合金元素主要是Cr其次是Mo、Nb，沒有任何Ni，焊縫組織是鐵素體，沒有奧氏體。該焊條主要用來提高焊縫塑性和延展性，焊條藥皮中含有大量的螢石(20％以上)，穩弧性差，發塵量大且有較高的含氟量，藥皮中幾乎沒有碳酸鹽，因而電弧的吹力較差，很易造成過渡元素的不均勻和夾渣，也不適合全位置焊接。
技術實現要素：
本發明的目的在于，針對上述諸多問題，提出一種低氫型焊條，該焊條鋪展性好、飛濺顆粒細小、耐燃性能優異，工藝操作性能佳。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
進一步地，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
進一步地，有機物纖維素為羧甲基纖維素。
進一步地，所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.2～1.4。
進一步地，所述藥皮與焊芯質量比為0.6～1:1。
本發明的另一個目的還提供了一種低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個小時制備得到低氫型焊條。
本發明低氫型焊條配方科學、合理，其制備方法簡單易行，與現有技術相比較具有以下優點：
1)石墨的加入，能降低電弧氣氛中氧化勢，進而降低熔滴過渡的表面張力，似的焊縫成形波紋小，提高了超氫型焊條的操作性。
2)本發明低氫型焊條外觀質量光滑致密，且達到了一等品或優等品的水平，而電焊條的成品率大于98％
3)采用本發明藥皮制作的焊條，焊接時電弧聲音均勻穩定、熔池清晰且鋪展性好、飛濺顆粒細小，焊后脫渣容易、焊縫成型光滑美觀，立仰焊時操作方便，同時，降低了焊條的生產成本，提高了堿性焊條的焊接工藝性。
4)本發明中，TiO2有助于改善焊條的電弧穩定性，可以減少焊接飛濺，有利于脫渣性。Al2O3熔點較高，在焊條藥皮中有調整熔渣熔點的作用，與其他成分的配合使熔渣具有適宜的凝固溫度，在下向焊操作中熔渣迅速凝固不下淌。
5)發明低氫型焊條適用于管線鋼的焊接，也可用于壓力容器、船舶、工程機械等其它重要結構的全位置焊接。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明進一步說明：
實施例1
本實施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.2。所述藥皮與焊芯質量比為1。
本實施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個小時制備得到低氫型焊條。
焊接冶金的主要任務是脫氧和向焊縫中過渡合金從而使焊縫獲得良好的綜合力學性能。由于選出了較好的金屬粉和合金粉匹配，再加上適度的造渣、造氣物質和穩弧劑使焊條獲得了良好的工藝性能；焊條的熔覆金屬成分以及力學性能以及工藝性能。
本實施例的低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強度≥410MPa；抗拉強度≥190MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥50J，擴散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。
實施例2
本實施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.4。所述藥皮與焊芯質量比為0.6。
本實施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個小時制備得到低氫型焊條。
本實施例的低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強度≥420MPa；抗拉強度≥500MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥450J，擴散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。
實施例3
本實施例公開了一種低氫型焊條，包括藥皮和焊芯，所述焊芯為低合金鋼，所述藥皮由重量配比如下的各組分制備而成：
有機物纖維素為羧甲基纖維素。所述藥皮直徑與焊芯直徑的比為1.3。所述藥皮與焊芯質量比為1:1。
本實施例低氫型焊條的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述組分的藥粉材料混合均勻制成堿性焊條藥皮，過100目篩留用；
2)在焊條壓涂機中，將堿性焊條藥皮用鈉水玻璃作粘結劑壓涂在碳鋼焊芯上；
3)在390～450℃下高溫烘焙，保溫1～2個小時制備得到低氫型焊條。
本實施例低溫鋼用焊條熔敷金屬和焊接接頭綜合性能如下：屈服強度≥400MPa；抗拉強度≥480MPa；伸長率≥22％；-100℃條件下，Akv≥60J，擴散氫≤4ml/100g(水銀法)，焊條的力學性能滿足-100℃沖擊韌性要求，且熔敷金屬擴散氫含量符合超低氫標準要求。
最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。