专利名称：碱性低氢型交直流两用焊条的制作方法
技术领域：
本发明属于焊接领域。适用于制造海洋采油平台等重要焊接结构的碱性低氢型交直流两用手工焊焊条。
海洋平台，具有结构复杂，且长期在刻苛环境中服役，因此对各种材料的使用性能要求极为严格;因为海洋平台结构中的管体在制造厂中制作，为保证质量则要求用直流施焊，而在现场安装管接头和组装空间管架等结构时，为避免在全位置施焊过程中产生磁偏吹和便于遥控调整焊接规范，则又要求采用交流施焊。另外还有其它的大型重要焊接结构(如压力容器、船舶、大型建筑等)也因交流施焊具有焊机便宜，维护方便，不产生磁偏吹等优点，也希望在保证焊缝金属质量的前题下使用交流施焊。因此，能解决上述材料的焊接，焊条应是碱性低氢型交直流两用焊条。但是目前被广泛使用的碱性低氢型焊条都存在一种通病，即在交流施焊时有电弧不稳的缺点，特别是在低的空载电压下使用小电流时容易出现电弧不稳和电弧喘息现象，在立焊时尤为严重，这就很难保证焊接质量和焊接工艺的要求。在近十几年中，各国焊接领域也都在碱性低氢型焊条的焊药上做了大量的研究工作。如日本多数厂家是采用以大理石、萤石为主的碱性药皮配方中加入10-20%的铁粉和少量铝镁合金的办法，以改善其交流施焊时的稳弧性。另外苏联专利(559803，530772)是采用向低氢型焊条药皮配方中加入0.1-1.0%碳酸铯和少量的石墨粉与铅粉，或加入一种合成的复合物(TiO2-SiO2-Fe2O3-K2O-ZrO2-CaF2)作为稳弧剂。另外日本专利昭52-46894及瑞典采用内外两层配方不同的双层药皮的办法来解决碱性低氢型焊条的交流稳弧性。在上述对比专利中采用加入铁粉和铝镁合金的办法，虽然可以达到稳弧的目的，但铝镁合金的燃点高，易爆炸，不便于运输贮存和制粉，对铁粉质量要求也很高。对于加入碳酸铯和少量石墨及铝粉的，虽然改善稳弧性，但不易控制。采用加入复合物，成分复杂，而且还需要专门冶炼。采用双层焊药皮方法存在着涂焊药设备复杂，价格昂贵，工艺复杂等缺点。
本发明的目的是提出一种能够交直流两用的，稳弧性能优异的全位置施焊的碱性低氢型药皮的焊条。
为了达到上述目的，本发明采取了如下措施，即在以CaCO3-CaF2为主的焊条药皮中加入设定数量的Mg元素和钾钠混合水璃玻，其具学化学成分(重量%)为30～60%CaCO3;15～40%CaF2;2～8%SiO2;2～8%TiO2;Y2O3、MgO、海藻胶三种元素之和为1～4%;0.2～1.5%Mg;2～5%Mn;0.5～4%Si;1～4%Ni;1～4%Ti;0.1～0.5%Mo;B和Re中一种和两种元素之和为0.02～0.1%，余为Fe。
采用本发明方法所制备的焊条焊药各种成分所起作用如下CaCO3作为造气剂、造渣剂及保证碱度而加入的，如含量过低有造气量小，电弧吹力不够，保护不好，如高于60%含量。则造气量太大，引起飞溅，无法施焊。加入CaF2的目的是改善熔渣粘度和调整其流动性及增加脱氢脱硫作用，含量过低熔渣粘度太大，焊道成型恶化，含量过高熔渣太稀，复盖变坏。SiO2有造渣剂的作用，含量小于2%电弧则拉不开，焊波不好，如果高于8%熔渣流动性增大，使焊接困难，碱度降低，TiO2与SiO2作用相似，并有稳弧作用。Mn、Ti、Si、是作为脱氧剂并以铁合金形成加入的，Ni、Mn、Mo、B是作为合金剂加入的，它们的含量是按保证焊缝成分和性能要求而设定的，用Y2O3及稀土以增强熔池冶金反应的去氢能力。海藻胶、MgO(轻质)是作为改善压涂性和防止药皮吸潮而加入的。Mg元素是作为稳弧剂而加入的。
本发明焊条的制造方法是采用上述焊药的化学成份范围配料后混合均匀，再用钾钠混合水玻璃作为粘合剂，采用一般通用的涂药机，将配好的药粉压涂在Ho8A焊芯上，即可制成本发明的焊条。采用本发明的渣系涂料，可生产屈服强度为35Kgf级和40Kgf级的碱性低氢型交直流两用焊条，压涂性能良好，生产工艺简单，而且存放、运输、使用均很安全。
本发明的焊条可进行全位置焊接。在交流时空载电压70伏可进行焊接，无任何电弧喘息或断弧现象，电弧燃烧极其稳定，声音柔和，飞溅少，焊道成型好，脱渣容易，表面光洁，综合力学性能较好，优其是低温韧性裕量较大，是一种理想的碱性低氢型交直流两用焊条。
采用本发明焊药制造的碱性低氢型交直流两用焊条与现有技术相比较具有以下特点。
1.本发明焊条与国产结506焊条相比较，具有全位置焊接效果好，焊接时无任何电弧喘息或断弧现象，电弧燃烧稳定，尤其立焊效果明显优于结506焊条，其它性能也优于结506焊条。
2.本发明焊条与日本L-55SN焊条相比较具有制造方便，经济合理，尤其是本发明的焊条熔敷金属的扩散氢含量明显低于L-55SN焊条的含量。
实施例本发明焊条的实施例是按本发明焊条焊药的化学成份范围，配制了两种焊药，具体化学成份(重量%)见表1。然后将配制好的药皮再加入钾钠混合水玻璃，调均匀后压涂在HO8A焊芯上，制成了两种焊条。为了对比方便，同时选用了同类型的两种焊条，一种是国内销售的结506焊条。另一种是日本的L-55SN焊条。本发明焊条与对比焊条的试验对比是在相同条件下进行的。表2是本发明焊条与对比焊条的工艺试验对比结果。表3是本发明焊条与对比焊条性能试验对比结果。
权利要求
1.一种能够交直流两用的，稳弧性能好而又能全位置施焊的碱性低氢型焊条，其特征在于这种焊条的焊药皮具体化学成份为(重量%)CaCO330～60%；CaF215-40%；SiO22-8%；TiO22-8%；Y2O3、MgO、海藻胶三种元素之和为1～4%；MgO2-1.5%；Mn2-5%；Si0.5-4%；Ni1-4%；Ti1-4%；Mo0.1-0.5%；B和Re中一种和两种元素之和为0.02-0.1%，其余为Fe，再用钾钠混合水玻璃与上述成份焊药混合均匀后压涂在HO8A焊芯上。
全文摘要
本发明属于焊接领域。适用于制造海洋用钢和结构复杂等重要焊接结构件的碱性低氢型交直流两用手工焊焊条。
文档编号B23K35/36GK1038610SQ8910356
公开日1990年1月10日 申请日期1989年5月27日 优先权日1989年5月27日
发明者王永达, 顾建清, 邓金生, 任蓉芬 申请人:冶金工业部钢铁研究总院, 上海电力修造总厂