[发明专利]一种用于低合金钢湿法水下焊接的焊条

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料领域技术，特别是一种用于低合金钢湿法水下焊接的焊条。

背景技术

湿法水下焊接是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。“十二五”期间，国家将在海洋工程和港口设施方面继续加大投资力度，对湿法水下焊接材料的需求也将越来越大。目前国内用于水下施工的湿法焊条主要有TS202，TS203以及中船重工七二五所研制的TS202A。其中TS202、TS203和TS202A焊条的强度级别较低，主要适用于Q235和低碳钢的水下焊接用。而对于强度级别较高的一般结构的低合金钢水下焊接国内目前还没有适宜的焊接材料。国外湿法水下焊接材料主要有英国Hydroweld公司研制生产的Hydroweld FS水下焊条，美国研制生产的7018’S水下焊条，以上焊条均可用于低合金钢的水下焊接，但是售价在50万元/吨以上，价格昂贵。国内涉及到的授权专利有：一种湿法水下焊条（申请号：200810141292），该专利提到的焊条用酚醛树脂做粘结剂，强度较低；国外没有检索到涉及到水下焊条的相关专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于低合金钢湿法水下焊接的焊条，该焊条用于低合金钢水下焊接时，防水性能和绝缘性能优良，焊接工艺性能优异，熔敷金属抗拉强度≥460MPa，可全位置焊接，特别适用于立向下焊接，满足海洋工程一般结构水下焊接的要求，并且生产工艺合理，制造成本较低。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种用于低合金钢湿法水下焊接的焊条，包括采用市售满足GB/T3429要求的H08E钢丝作为焊芯；采用药皮过渡合金元素；采用普通水玻璃作为粘结剂，使用普通焊条压涂生产线压涂成焊条；最后在药皮表面涂覆一层市售的防水绝缘清漆，其特征是：药皮的固体份组成和重量百分比：金红石40~48%，大理石5~8%，钾长石15~20%，微晶纤维素5~10%，钛白粉6~10%，高碳锰铁8~12%，铁粉6~12%。

具体的，所述的微晶纤维素是天然纤维素在酸性介质中水解使分子量降低到一定的范围的颗粒状粉末产品。微晶纤维素为能自由流动的结晶非纤维状的微粒子。

其中，所述的高碳锰铁：Mn≥75%，C≤7.5%，Si≤1.5%。

进一步具体的，所述的药皮原料技术要求如下：金红石：TiO₂≥95%，S≤0.03%，P≤0.03%，100%过目数颗粒度为80目；大理石：CaCO₃≥95%，S≤0.03%，P≤0.03%，100%过目数颗粒度为60目；钾长石：SiO₂：63~73%，Al₂O₃:15~24%，K₂O+Na₂O≥12%，K₂O≥8%，S≤0.04%，P≤0.04%；微晶纤维素：纤维素≥87%：钛白粉：TiO₂≥98%，S≤0.05%，P≤0.05%，100%过目数颗粒度为200目；高碳锰铁：Mn≥75%，C≤7.5%，Si≤1.5%，S≤0.03%，P≤0.20%，100%过目数颗粒度为40目；铁粉：Fe≥98%，Mn≤0.45%，S≤0.003%，P≤0.013%，100%过目数颗粒度为40目。

本专利的100%过目数颗粒度，是指原料可以100%可以通过该目数的筛子。

本发明中，金红石是药皮中主要组成物之一，其加入范围为40％～48％。在该范围内，可以保证水下焊接电弧稳定燃烧。当金红石低于40％时，电弧稳定性变差，在立焊位置无法施焊。当金红石加入量超过48％时，焊接电弧会发生抖动、漂移，焊接成型恶化，同时对焊缝的力学性能造成不利影响。

本发明中大理石的加入量在5~8%，一方面大理石属于造气、造渣剂，另一方面还可以调高熔渣的粘度，对立焊非常有利。大理石的含量过低时，无法起到提高熔渣粘度的作用，含量超过8%时，焊接速度变慢，焊缝成型差。

本发明中加入一定量的钾长石可以使焊条压涂时具有良好的塑性和弹性，同时钾长石还具有稳弧的作用。但是钾长石含量超过20%时，熔渣粘度显著下降，焊缝成型变差，脱渣困难。为了改善焊条压涂工艺性能，同时考虑到钾长石过多时的不利影响，其合适的加入量范围为15~20%。

微晶纤维素主要是造气、稳弧，增加水下焊接时的电弧吹力，并可改善焊条的压涂性能。适宜的加入量为5~10%。