CN103551754B - 一种42公斤级钛型碳钢焊条及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种42公斤级钛型碳钢焊条及其制备方法，包括焊芯，焊条药皮配方重量百分比为：还原钛铁矿47-58%、金红石0-4%、钾长石6.5-11.5%、白泥3.5-6%、伊利石3.5-6%、云母2-6.3%、细云母2-4.6、硅灰石0-6.3%、中碳锰铁5-7%、大理石5-11.5%、有机物1-4%。焊条在制备时没有特殊要求，采用行业内通用的螺旋式或液压式生产设备的制造工艺即可实现。本发明焊条有优良的焊接工艺性能、力学性能和生产压涂性能，可交直流两用。

Description

一种42公斤级钛型碳钢焊条及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种碳钢焊条及其制备方法，尤其是一种还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条及其制备方法，属于焊接材料领域。
背景技术
普通42公斤级钛型碳钢酸性焊条是目前我们国家使用最为广泛的焊接材料之一，占手工焊焊条用量的70%以上，这种焊条的焊条药皮中含有大量的TiO2,由于还原钛铁矿中的TiO2含量较低，如果完全使用还原钛铁矿来获取焊条药皮中的TiO2，势必影响其它材料的加入，造成焊条的生产压涂性能变差，同时恶化焊条的焊接工艺性能及力学性能。因此，通常焊条药皮中的TiO2是通过还原钛铁矿、金红石或者钛白粉中的三种或两种来获取。
一般金红石有天然金红石和人造金红石两种，中国高品位的天然金红石资源较少，而人造金红石的生产方式有熔炼法和酸浸法，其能源的消耗与对环境的污染都是不容小视，这也是造成这两种材料的价格逐年提高，影响到该焊条的生产成本也不断增加，严重影响企业的经济效益。
另外，从充分利用现有资源，保护环境和提高企业经济效益的角度出发，有必要研制一种既能够利用现有生产设备，保证焊条的生产压涂性能，又能够提高焊条的焊接工艺性能及力学性能的新型还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人提供一种42公斤级钛型碳钢焊条及其制备方法，本发明焊条有优良的焊接工艺性能、力学性能和生产压涂性能，可交直流两用，为酸性碳钢焊条。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种42公斤级钛型碳钢焊条，包括焊芯，焊条药皮配方重量百分比为：
所述焊条药皮配方重量百分比为：还原钛铁矿50-56%、金红石0-3%、钾长石7-10%、白泥3.8-5.7%、伊利石4-5.7%、云母3-5.5%、细云母2.4-4%、硅灰石2-5.5%、中碳锰铁5.5-6.6%、大理石5.5-10%、有机物1.8-3.5%。
所述有机物是指木粉、竹粉、淀粉、微晶纤维素中的一种或几种的混合物。
所述焊芯为H08A或H08E盘条。
上述42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用螺旋式焊条生产设备，使用模数2.3-2.8、钾钠比为2.5-4:1、浓度为37-40°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均匀后使用螺旋式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
上述42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备时，使用模数3.00-3.15、钾钠比为2.5-3.6:1、浓度为40-45°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的16-23%，搅拌均匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
本发明的优点和特点：
1、本发明焊条不用或少用能源消耗大、对环境影响大且价格较高的金红石，大量使用价格低的还原钛铁矿，达到减少对环境的污染、降低能源消耗、同时降低生产成本，提高企业经济效益的目的。
2、本发明焊条适量使用伊利石替代部分白泥，同时调整焊条混合粉中的其它滑性、塑性材料，克服了由于在焊条配方中大量使用还原钛铁矿后，对焊条压涂性能带来的不利影响，使本发明采用行业内通用的螺旋式或液压式生产设备的制造工艺即可实现。
3、本发明焊条熔敷金属夏比V型缺口冲击吸收功KV2低温（-20℃）冲击韧性数值，高于国际上权威船级社认证机构的3级（-20℃大于47J）指标的70%，明显提高了焊缝的抗裂性能。
4、本发明焊条具有良好的耐吸潮性。在无包装、环境湿度为80%左右的条件下，焊条的最大吸潮率小于1.65%。
5、本发明焊条具有较低的烟尘含量。一般熔化1千克焊条烟尘含量小于6克，烟尘中对人身体最具危害的锰含量小于4.5%，减少了对焊接操作人员的身体危害。
6、本发明焊条二次引弧性能得到较大的提高。即使使用较低空载电压焊机(U0=50V)施焊,焊接15秒后停弧，在不破坏焊条套筒，被焊母材无锈并与地线接触良好的条件下，不做敲击动作仍可随时再次引燃电弧正常施焊。
7、本发明焊条熔敷效率达到99%以上，提高了焊接工作效率。
具体实施方式
本发明的42公斤级钛型碳钢焊条，包括焊芯，焊条药皮配方重量百分比为：
所述焊条药皮配方重量百分比为：还原钛铁矿50-56%、金红石0-3%、钾长石7-10%、白泥3.8-5.7%、伊利石4-5.7%、云母3-5.5%、细云母2.4-4%、硅灰石2-5.5%、中碳锰铁5.5-6.6%、大理石5.5-10%、有机物1.8-3.5%。
所述有机物是指木粉、竹粉、淀粉、微晶纤维素中的一种或几种的混合物。
所述焊芯为H08A或H08E盘条。
上述42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用螺旋式焊条生产设备，使用模数2.3-2.8、钾钠比为2.5-4:1、浓度为37-40°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均匀后使用螺旋式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
上述42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备时，使用模数3.00-3.15、钾钠比为2.5-3.6:1、浓度为40-45°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的16-23%，搅拌均匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明：
实施例1-4，按表一所列组分材料和百分比配料并混合均匀，采用螺旋式焊条生产设备时，使用模数2.3-2.8、钾钠比为2.5-4:1、浓度为37-40°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均匀后使用螺旋式焊条生产设备均匀涂在不同直径的H08A或H08E焊芯上；采用液压式焊条生产设备时，使用模数3.00-3.15、钾钠比为2.5-3.6:1、浓度为40-45°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的16-23%搅拌均匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的H08A或H08E焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，即制备得到本发明还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
所述有机物是指木粉、竹粉、淀粉、微晶纤维素中的一种或几种的混合物。
表一：
按行业常规方法测试实施例1-4制备的焊条熔敷金属力学性能结果见表二。
表二：熔敷金属焊态力学性能
按行业常规方法测试实施例1-4制备的焊条熔敷金属化学成分结果见表三。
表三：熔敷金属化学成分（重量百分比）
C S Mn P Si
实施例一 0.08 0.016 0.34 0.024 0.12
实施例二 0.09 0.018 0.36 0.022 0.14
实施例三 0.07 0.019 0.35 0.026 0.15
实施例四 0.08 0.015 0.37 0.027 0.13
按行业常规方法测试实施例1-4制备的焊条焊接工艺性能结果见表表四。
表四：焊接工艺性能
注:A:在无包装、环境湿度为80%左右,静置3天。
B：使用U0=50V，焊接15秒后停弧，停弧时间大于5分钟，不破坏焊条套筒，被焊母材无锈并与地线接触良好，不做敲击动作进行二次引弧。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (6)

1.一种42公斤级钛型碳钢焊条，包括焊芯，其特征在于，焊条药皮配方重量百分比为：
2.根据权利要求1所述的42公斤级钛型碳钢焊条，其特征在于，所述焊条药皮配方重量百分比为：还原钛铁矿50-56%、金红石0-3%、钾长石7-10%、白泥3.8-5.7%、伊利石4-5.7%、云母3-5.5%、细云母2.4-4%、硅灰石2-5.5%、中碳锰铁5.5-6.6%、大理石5.5-10%、有机物1.8-3.5%。
3.根据权利要求1所述的42公斤级钛型碳钢焊条，其特征在于，所述有机物是指木粉、竹粉、淀粉、微晶纤维素中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1、2或3所述的42公斤级钛型碳钢焊条，其特征在于，所述焊芯为H08A或H08E盘条。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用螺旋式焊条生产设备，使用模数2.3-2.8、钾钠比为2.5-4:1、浓度为37-40°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的18-25%，搅拌均匀后使用螺旋式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
6.一种如权利要求1-4任一项所述的42公斤级钛型碳钢焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述比例取各种材料并混合均匀，采用液压式焊条生产设备时，使用模数3.00-3.15、钾钠比为2.5-3.6:1、浓度为40-45°波美度的钾钠混合水玻璃作为粘结剂，加入量为混合粉重量的16-23%，搅拌均匀后使用液压式焊条生产设备均匀涂在不同直径的焊芯上；经磨削出夹持端和引弧端后，使用焊条烘干炉，经低温45-90℃，中温90-130℃，高温130-180℃进行烘干，制备得到还原钛铁矿型42公斤级钛型碳钢酸性焊条。
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