一種低碳低硅立向下電焊條及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低碳低硅立向下電焊條及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，熱鍍鋅產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，在熱鍍鋅過(guò)程中，鍍鋅鍋是最關(guān)鍵的設(shè) 備，為了抵抗高溫融鋅的強(qiáng)烈腐蝕，鍍鋅鍋多為由低碳低硅型專用鋼板焊接制造而成，但 目前還沒(méi)有專用的焊條，大都使用碳素焊條鋼H08A作為焊芯制造的普通電焊條，融敷金 屬的化學(xué)成分與母板相差較大，前者的碳含量最大可達(dá)0. 10%，而母材的碳含量一般不超 過(guò)0. 06%，并且焊條藥皮中一般含有大量的硅酸鹽，如石英砂、長(zhǎng)石、白泥、高嶺土、云母等， 雖改善了電弧穩(wěn)定性，但氧化性強(qiáng)，施焊時(shí)易導(dǎo)致合金元素?zé)龘p，使熔敷金屬的力學(xué)性能變 差，同時(shí)熔渣流動(dòng)性增強(qiáng)，不易實(shí)施立向下焊接作業(yè)，更大的隱患是會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬中Si 含量超標(biāo)而導(dǎo)致鋅蝕。因此，采用此類普通焊條焊接的鋅鍋，焊縫中的C、Si含量大大高 于母材，使得焊接部位極易被蝕穿，另外，因不能實(shí)施立向下焊接，帶來(lái)操作不便、焊接熱損 大、焊條消耗多、施焊速度慢等諸多問(wèn)題。因此國(guó)內(nèi)開展了較多的關(guān)于針對(duì)鍍鋅鍋的焊接對(duì) 策研宄，但大都在焊芯或藥皮上尋找單一解決方案，如中國(guó)專利ZL03143320. 0,仍是以H08 鋼作為焊芯，僅在藥皮中提高Si含量（Si> 2%)，并添加Cr元素來(lái)抑制鋅鐵合金化反應(yīng)。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)研制了一種采用〇8Cu母材材料直接拉拔專用焊絲，雖具有良好的耐鋅液腐 蝕性能，但存在焊接裂紋隱患。
[0003] 綜上，采用現(xiàn)有焊條與新開發(fā)的耐鋅液腐蝕鋼板差異較大，不能滿足耐蝕鋼要求， 不適合鍍鋅鍋的焊接。本發(fā)明的焊條是針對(duì)耐鋅液腐蝕環(huán)境而開發(fā)的新型耐蝕焊條。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種低碳低硅立向下焊條，用于制造鍍鋅鍋，與專用鋼板 相匹配。所述焊條為高纖維素型焊條，藥皮包括按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素： 20-25% ;木粉：8-11% ;羥甲基纖維素：8-10% ;鈦鐵礦：15-20% ;大理石：8-10% ;低碳錳鐵： 5-8% ;鈦鐵：3-5% ;鋁粉：3-5% ;白云石：10-15% ;Cr203:3-5% ;Zr02:3-4%。該焊條的焊芯成 分設(shè)計(jì)合理，C、Si含量極低，與母材一致，藥皮采用纖維素型，電弧吹力大，熔渣生成量低， 適用于立向下焊接作業(yè)，同時(shí)藥皮中大幅度減少了含Si成分加入量，不會(huì)增加焊縫中的Si 含量，具有良好的耐鋅液腐蝕性能，同時(shí)使焊縫具有良好的力學(xué)性能。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種低碳低硅立向下焊條，包括焊芯和覆于焊芯表面的藥皮，其特征在于，所述焊條為 高纖維素型焊條，藥皮包括按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：20-25% ;木粉：8-11% ; 羥甲基纖維素：8-10% ;鈦鐵礦：15-20% ;大理石：8-10% ;低碳錳鐵：5-8% ;鈦鐵：3-5% ;鋁 粉：3-5% ;白云石：10-15% ;Cr203:3-5% ;Zr02:3-4%。
[0006] 作為優(yōu)選，所述微晶纖維素、木粉、羥甲基纖維素的總重量占藥皮總重量的 40-42%〇
[0007] 作為優(yōu)選，所述Cr203、21〇2的總重量占藥皮總中量的6-8%。
[0008] 焊芯采用低碳低硅型優(yōu)碳鋼，其化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：C 02%;Si: 0-0? 02%;Mn:0? 40-0. 60%;P:0-0? 008%;S:0-0? 001%;Alt:0? 030-0. 040% ;其余為Fe及不 可避免的雜質(zhì)。
[0009] 制備方法：首先將專用焊條鋼拉絲成焊芯，然后將上述藥皮組分混合均勻后加 入鈉鉀混合水玻璃，攪拌后均勻壓涂在專用焊芯表面，制成直徑為2. 0-8. 0mm、長(zhǎng)度為 250-450mm的焊條，經(jīng)室溫晾干后再經(jīng)220°C烘干2小時(shí)。
[0010] 本發(fā)明采用的焊芯為一種低碳低硅型優(yōu)碳鋼，其c、P、S含量遠(yuǎn)低于普通焊條鋼 H08A，具有耐鋅液腐蝕、純凈度高、與母材等值配合的優(yōu)點(diǎn)。藥皮中的纖維素成分主要決定 電弧特性，使焊條適宜立向下焊接，鈦鐵礦、大理石、白云石除了造氣作用，還可改善熔渣表 面張力和流動(dòng)性，低碳錳鐵、鈦鐵、鋁粉主要起脫氧和合金化作用，加入〇 203、21〇2可以降低 焊道中心凹入量，增加焊縫厚度，提高焊接效率。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明的焊條的焊芯成分設(shè)計(jì)合理，C、Si含量極低，與母材一致，能使焊縫耐鋅液腐 蝕，與母材的耐鋅液腐蝕壽命相當(dāng)。藥皮采用纖維素型，電弧吹力大，熔渣生成量低，適用于 立向下焊接作業(yè)，焊接工藝優(yōu)良，同時(shí)藥皮中大幅度減少了含Si成分加入量，不會(huì)增加焊 縫中的Si含量，具有良好的耐鋅液腐蝕性能，同時(shí)使焊縫具有良好的力學(xué)性能。
[0012] 總之，的低碳低硅立向下電焊條電弧吹力大，施焊時(shí)電弧穩(wěn)定，熔渣生成量低，焊 縫成形好，適用于立向下焊接作業(yè)。熔敷金屬的c、Si含量低，強(qiáng)度、塑性和韌性優(yōu)良，能使 焊縫耐鋅液腐蝕，適用于鋅鍋制造，與母材的耐蝕壽命相當(dāng)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而 更為清楚。但實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行 修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0014] 實(shí)施例1 采用的藥皮(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：微晶纖維素：25%，木粉：8%，羥甲基纖維素：8%，鈦鐵礦： 18%，大理石：9%，低碳錳鐵：8%，鈦鐵：3. 5%，鋁粉：4. 5%，白云石：10% ;Cr203:3%，Zr02:3%。
[0015] 采用焊條鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為C:0. 02%，Si:0. 02%，Mn:0. 40%，P:0. 008%， S:0. 0008%，Alt: 0.035%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0016] 制備方法：首先將專用焊條鋼拉絲成焊芯，然后將上述藥皮組分混合均勻后加 入鈉鉀混合水玻璃，攪拌后均勻壓涂在專用焊芯表面，制成直徑為2. 0-8. 0mm、長(zhǎng)度為 250-450mm的焊條，經(jīng)室溫晾干后再經(jīng)220°C烘干2小時(shí)。
[0017] 實(shí)施例2 采用的藥皮配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：微晶纖維素：20%，木粉：10%，羥甲基纖維素：10%，鈦鐵 礦：20%，大理石：8%，低碳錳鐵：8%，鈦鐵：3%，鋁粉：3%，白云石：10%，Cr203:3%，Zr02:5%。
[0018] 采用焊條鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為C:0. 01%，Si:0. 01%，Mn:0. 60%，P:0. 007%， S:0. 0003%，Alt: 0.038%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0019] 制備方法同實(shí)施例1。
[0020] 實(shí)施例3 采用的藥皮配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：微晶纖維素：22%，木粉：11%，羥甲基纖維素：9%，鈦鐵 礦：16%，大理石：8%，低碳錳鐵：7%，鈦鐵：5%，鋁粉：3%，白云石：12%，Cr203:3%，Zr02:4%。
[0021] 采用焊條鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：C:0. 01%，Si:0. 01%，Mn:0. 55%，P:0. 005%， S:0. 001%，Alt: 0.035%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0022] 制備方法同實(shí)施例1。
[0023] 試驗(yàn)例一采用本發(fā)明的焊條在室溫25°C，相對(duì)濕度55%的條件下，采用交流電流 進(jìn)行立向下角接試驗(yàn)，坡口采用帶鈍邊的單邊V形，多道次焊接，打底焊采用對(duì)應(yīng)實(shí)施例中 的2. 0mm焊條，焊接參數(shù)如表1所示： 表1本發(fā)明制備焊條的焊接參數(shù)
焊后對(duì)焊件實(shí)施室溫空冷，利用三倍放大鏡對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，無(wú)裂紋、未融合、弧 坑、燒穿等外表缺陷，利用超聲波探傷法對(duì)焊接接頭檢驗(yàn)，未見內(nèi)部缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低碳低硅立向下電焊條，包括焊芯和覆于焊芯表面的藥皮，其特征在于，所 述焊條為高纖維素型焊條，藥皮包括按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：20-25% ;木 粉：8-11% ;羥甲基纖維素：8-10% ;鈦鐵礦：15-20% ;大理石：8-10% ;低碳錳鐵：5-8% ;鈦鐵： 3-5% ;鋁粉：3-5% ;白云石：10-15% ;Cr203:3-5% ; ZrO2:3-4%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，所述微晶纖維素、木 粉、羥甲基纖維素的總重量占藥皮總重量的40-42%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，所述Cr203、Zr02的總重 量占藥皮總中量的6-8%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，焊芯采用低 碳低硅型優(yōu)碳鋼，其化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：C 02%;Si02%;Mn:0. 40-0. 60% ; P:0-0. 008%;S:0-0. 001%;Alt:0. 030-0. 040% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，所述的藥皮包括按質(zhì) 量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：25%，木粉：8%，羥甲基纖維素：8%，鈦鐵礦：18%，大理石： 9%，低碳錳鐵：8%，鈦鐵：3. 5%，鋁粉：4. 5%，白云石：10% ;Cr203:3%，ZrO2:3% ; 所述焊條的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：C:0. 02%，Si:0. 02%，Mn:0. 40%，P:0. 008%，S: 0. 0008%，Alt:0. 035%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，所述的藥皮包括按質(zhì) 量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：20%，木粉：10%，羥甲基纖維素：10%，鈦鐵礦：20%，大理 石：8%，低碳錳鐵：8%，鈦鐵：3%，鋁粉：3%，白云石：10%，Cr203:3%，Zr02:5% ; 所述焊條的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：C:0. 01%，Si:0. 01%，Mn:0. 60%，P:0. 007%，S: 0. 0003%，Alt:0. 038%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低碳低硅立向下電焊條，其特征在于，所述的藥皮包括按質(zhì) 量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：22%，木粉：11%，羥甲基纖維素：9%，鈦鐵礦：16%，大理 石：8%，低碳錳鐵：7%，鈦鐵：5%，鋁粉：3%，白云石：12%，Cr2O3:3%，ZrO2:4% ; 所述焊條的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：C:0. 01%，Si:0. 01%，Mn:0. 55%，P:0. 005%，S: 0. 001%，Alt:0. 035%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的低碳低硅立向下電焊條的制備方法：步驟 如下，首先將專用焊條鋼拉絲成焊芯，然后將上述藥皮組分混合均勻后加入鈉鉀混合水玻 璃，攪拌后均勻壓涂在專用焊芯表面，制成直徑為2. 0-8. 0mm、長(zhǎng)度為250-450mm的焊條，經(jīng) 室溫晾干后再經(jīng)220°C烘干2小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低碳低硅立向下電焊條，用于制造鍍鋅鍋，與專用鋼板相匹配。所述焊條為高纖維素型焊條，藥皮包括按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的下述組分：微晶纖維素：20-25%；木粉：8-11%；羥甲基纖維素：8-10%；鈦鐵礦：15-20%；大理石：8-10%；低碳錳鐵：5-8%；鈦鐵：3-5%；鋁粉：3-5%；白云石：10-15%；Cr2O3:3-5%；ZrO2:3-4%。該焊條的焊芯成分設(shè)計(jì)合理，C、Si含量極低，與母材一致，藥皮采用纖維素型，電弧吹力大，施焊時(shí)電弧穩(wěn)定，熔渣生成量低，焊縫成形好，適用于立向下焊接作業(yè)。同時(shí)藥皮中大幅度減少了含Si成分加入量，不會(huì)增加焊縫中的Si含量，具有良好的耐鋅液腐蝕性能，同時(shí)使焊縫具有良好的力學(xué)性能。
【IPC分類】B23K35/40, B23K35/30, B23K35/365
【公開號(hào)】CN104923966
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510347536
【發(fā)明人】侯登義, 周蘭聚, 馮勇, 侯東華, 賈慧領(lǐng)
【申請(qǐng)人】山東鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月23日