专利名称：：含镧、钇元素的低碳钢焊条的制作方法
技术领域：
：本发明涉及焊接材料
技术领域：
，具体是一种含镧、钇元素的低碳钢焊条。
背景技术：
：现有E4303型低碳钢焊条对焊件上的油污、铁锈不敏感，工艺性较好；酸性熔渣溶点低，流动性好，有利于脱渣和焊缝的形成，但但存在的缺陷是难以有效清除熔池中硫磷杂质，抗裂性能不好。所以只能用于一般钢结构的焊接。当焊接重要的或裂纹敏感性较大的结构时，常选用低氢型的碱性焊条，如E4315等，但这类焊条工艺性较差，对油、锈和水分很敏感，焊前需在30035(TC下烘干0.5lh,并需对接头坡口作彻底清理。而且，碱性焊条的价格是相应酸性焊条的1.5倍，因而增大了生产成本。目前已研究出的超低氢焊条(JxxxH)、高韧性焊条(JxxxGR)以及高韧性超低氢焊条(JxxxRH)等专用焊条，这些焊条的价格是酸性焊条的3倍以上，虽然性能高，但价格也高，因此限制了这些焊条的推广应用。经査阅文献，镧、钇元素在焊条药皮中的应用，目前大都应用在堆焊焊条上，也有个别应用在碳钢焊条上，但是尚未发现将镧、钇元素应用到E4303型焊条上的文献报道。
发明内容本发明的目的是提供一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，解决E4303(J422)焊条抗裂性能差的问题。和E4303型焊条相比性价比高。本发明是采用如下技术方案实现的一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，药皮成分及重量比为中碳锰铁89%，低碳金红石2029%，长石69%，云母68%，大理石710%，还原钛2024%，白土子35%，竹粉34%，镧33.6%，紀0.50.7%。优选的焊条药皮各组分及重量比为中碳锰铁8.5%，低碳金红石28.7%，长石9%，云母7%,大理石9%，还原钛24%，白土子5%，竹粉3.7%,镧3.5%,钇0,6%。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钠水玻璃做粘结剂，在活塞式油压机上将其压涂在直径为4mm的H08A焊芯上做成低碳钢焊条。本发明的优点是该焊条和现有E4303型酸性焊条(低碳钢焊条)相比，保持了原酸性辉条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了3543.8%，延伸率提高了3040%,抗拉强度提高了10.912.8%,屈服强度提高了10.611.8%，而焊条制造成本仅提高了8.33%左右。具体实施方式下面结合对照例和本发明的实施例对本发明的方案及效果进一步说明。本发明选择镧、钇元素，通过焊条药皮过渡稀土元素的方式，以改善焊条的力学性能和熔敷金属的组织性能。选用酸性渣系的目的是保持原焊条优良的工艺性能。对照例以不加入镧、钇元素的焊条(即E4303型焊条)药皮配方为对照例。对照例的配方如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本发明的实施例及试验结果各实施例以表l中的焊条配方为基本配方，加入镧、紀。实施例1:以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.1%、钇0.5%时，与不加入镧、牵乙的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表2所示；<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例2:以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.2%、钇0.6%时，与不加入镧、韦乙的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感'工艺'牲较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表3所示表3对照例与加入3.2%、钇0.6%时熔敷金属力学性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3:以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.4%、钇0.7%时，与不加入镧、钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表4所示表4对照例与加入3.4%、钇0.7%时熔敷金属力学性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例4:以表1中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.0%、钇0.7%时，与不加入镧、钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表5所示表5对照例与加入3.0%、钇0.7%时熔敷金属力学性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例5以表l中的焊条配方为基本配方，通过焊条药皮过渡镧3.5%、钇0.6%时，与不加入镧、钇的焊条熔敷金属的力学性能进行比较，新型焊条对焊件上的油污、铁锈仍然不敏感，工艺性较好；熔渣流动性好，脱渣容易，焊缝成形美观，而且，其力学性能尤其是冲击吸收功有较大幅度的提高，结果如表6所示表6不加入与加入镧、钇元素的焊条熔敷金属的力学性能的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>采用北京中科技术有限公司的Finder-1000型X射线能谱仪对熔敷金属夹杂物进行扫描分析(采集条件加速电压为20.00keV，活时间为44秒，出射角为35.00度)，电子能谱图如附图所示。其分析结果如表7所示。从表7的实验数据显示可以看出，镧在焊缝中的百分比含量与镧实际加入量3.5°/。比较剩余量较少，这是由于焊接时自然因素、稀土加入焊条药皮时的部分烧损等因素所造成的。这说明在熔滴内部，熔池内部各反映生成的稀土氧化物、稀土硫^^物及稀土硫氧化物大部分进入残渣，少部分残留在焊缝中成为夹杂物。表7中钇含量与钇实际加入量0.6。/。比较比误差很大，这是由于钇元素在熔敷金属中有偏聚现象造成的。表7电子能谱图分析结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从以上分析中得知，当镧占焊条药皮的重量3.5%,钇占0.6%时，熔敷金属抗拉强度、冲击韧性等综合力学性能最好。选择加入镧、钇，但镧、钇的量应适当，否则会恶化熔敷金属的力学性能。当药皮中镧含量在33.6%、钇含量在0.50.7%时焊条的工艺性能和熔敷金属的力学性能较好。新型焊条的轧制工艺和普通的低碳钢焊条(如E4303型焊条)的轧制工艺相同。加入稀土镧、钇后，由于稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用。加入适量的镧、钇能够细化熔敷金属的显微组织，能降低熔敷金属中的氢，从而显著提高了熔敷金属的冲击韧性。新型焊条和相应碱性焊条相比，具备碱性焊条的抗裂性能，而且其价格是相应碱性焊条的75%。新型焊条和现有E4303型酸性焊条(低碳钢焊条)相比，保持了原酸性焊条优良的焊接工艺性能，虽然焊条制造成本和酸性焊条相比提高了8.33%，但其抗裂性能却提高了38.8%，性价比高，因此该焊条具有良好的产业化前景。附图是实施例5的焊缝电子能谱图。权利要求1.一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，包括焊芯和压涂在焊芯上的药皮，其特征是由下述各组分的药粉材料混合均匀制成酸性药皮，药皮各组分及重量比为中碳锰铁8～9％，低碳金红石20～29％，长石6～9％，云母6～8％，大理石7～10％，还原钛20～24％，白土子3～5％，竹粉3～4％，镧3～3.6％，钇0.5～0.7％。2.根据权利要求1所述的含镧、钇元素的低碳钢焊条，其特征在于，焊条药皮各组分及重量比为中碳锰铁8.5%,低碳金红石28.7%，长石9%，云母7%，大理石9%，还原钛24%，白土子5%，竹粉3.7%，镧3.5%，钇0.6%。全文摘要本发明公开了一种含镧、钇元素的低碳钢焊条，属焊接材料
技术领域：
。该焊条药皮主要组分(重量比)为中碳锰铁8～9％，低碳金红石20～29％，长石6～9％，云母6～8％，大理石7～10％，还原钛20～24％，白土子3～5％，竹粉3～4％，镧3～3.6％，钇0.5～0.7％。将上述组分的药粉材料混合均匀后用钠水玻璃做粘结剂在活塞式油压机上将药粉压涂在直径为4mm的H08A焊芯上做成低碳钢焊条。优点是该焊条和现有E4303型酸性焊条(低碳钢焊条)相比，保持了原酸性焊条优良的焊接工艺性能，而且冲击功提高了35～43.8％，延伸率提高了20～35％，抗拉强度提高了10.9～12.8％，屈服强度提高了10.6～11.8％。文档编号B23K35/36GK101249594SQ20081002004公开日2008年8月27日申请日期2008年3月21日优先权日2008年3月21日发明者范希营,郭永环申请人:徐州师范大学