[发明专利]一种单面焊双面成形根焊焊条

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，尤其是涉及一种单面焊双面成形根焊焊条。

背景技术

已知的，目前油气管道主干道用的管线钢主要是X80及以上级别的，技术要求较高，对与之相配套的焊条要求也较高。在管道跟焊方面，要求全位置焊接时，能够单面焊双面成形；焊缝的气孔等缺陷率较低，冲击韧性稳定。纤维素焊条因气孔敏感性大、冲击韧性低等问题，已不能满足X80及以上级别的管道用钢的根焊焊接要求。国外已开发出能满足X80及以上等级管道用钢焊接要求的碱性根焊焊条，日本神钢公司的LB-52U碱性根焊焊条（产品样本和样品），国内在此技术领域尚属空白，迫切需要开发出满足X80及以上等级管道用钢焊接要求的碱性根焊焊条。目前能检索到的管道跟焊焊条的专利有：（1）、高强度高纤维素型焊条（公开号：CN1807000A）；（2）、一种纤维素焊条（公开号：CN103273216A）；（3）、高纤维素焊条（公开号：CN1541803A）。上述3个专利都是纤维素焊条方面的，所提出的焊条不能满足X80及以上级别管道用钢的根焊焊接要求，与本发明专利应用领域差别较大。

发明内容

本专利的目的是提出的一种单面焊双面成形根焊焊条，在全位置根焊焊接时，单面焊双面成形效果较好，焊缝缺陷率较低，焊缝熔敷金属的冲击韧性稳定，焊接飞溅较小，脱渣容易，能够满足X80及以上级别的管道用钢的根焊要求。且此类焊条成本较低，具有较大的市场推广前景和较好的经济效益。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种单面焊双面成形根焊焊条，包括H08E焊芯和药皮，药皮含有成分重量百分比构成如下：大理石：45～50%、萤石：11～15%、纯碱：1～2%、雾化硅铁：3～5%、金云母：1～3%、中碳锰铁：3～5%、重烧镁砂：4%-6%、钛铁：2～4%、石英：1～3%、纯钠水玻璃：16～20%。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本专利提出的焊条药皮中含有造渣和造气的大理石、萤石、金红石；脱氧及合金过渡元素的金属锰、雾化硅铁；粘结剂纯钠水玻璃以及改善压涂性的金云母和纯碱。本专利提出的焊条单面焊双面成形效果较好，焊接缺陷率低（气孔、夹杂等焊接缺席较少），冲击韧性稳定（-100℃夏比冲击功为：100J以上），焊接工艺性较好（焊接工程中电弧稳定、熔池清晰、飞溅较小、脱渣容易、成形美观）。

本发明专利采用CaO-CaF₂-SiO₂-TiO₂碱性渣系，以药皮方式过渡合金元素，焊芯采用H08A焊芯，本焊条药皮中各成分的主要作用简述如下：

大理石：主要作用是造渣、造气，提高熔渣碱度，增大熔渣表面张力和界面张力。大理石加入量少于45%时，对熔敷金属保护不充分，稳弧性也较差；加入量大于50%时，会降低焊接速度，铁水变黏，易使焊缝内产生气孔，且成形较差。

萤石：主要作用是造渣。适量的添加可调整熔渣的熔点和黏度，增加其流动性，以达到活化熔池、改善脱渣和除氢的目的。萤石加入量低于11%时，铁水较黏，熔敷金属的扩散氢含量偏高；加入量大于15%时，电弧稳定性变差，反面成形较差。

石英：主要作用是造渣，细化熔滴，调整熔渣的黏度和增加渣的活泼性。石英加入量大于3%时，会使飞溅增大；石英加入量小于1%时，渣的活泼性变差，脱渣性也变差。

金云母：主要作用改善压涂性，同时还能稳定电弧，增加药皮的透气性。金云母加入量大于3%时，熔敷金属的扩散氢含量偏高；加入量低于1%时，焊条的压涂性变差。

中碳锰铁：起到脱硫脱氧、防止热脆的作用，还可以加速焊条的熔化，同时也向焊缝中过渡Mn元素。中碳锰铁的加入量大于5%时，焊缝金属中的Mn含量偏高，强度偏高，同时焊缝表面也容易产生气孔；加入量低于3%时，焊接过程中脱硫、脱氧不充分，焊缝金属中Mn含量偏低，韧性变差。

雾化硅铁：起到脱氧作用，能加速焊条熔化，提高熔渣的流动性，降低焊缝气孔敏感性，同时也向焊缝中过渡Si元素。加入量大于5%时，焊缝中的Si元素偏高，焊缝的冲击韧性变差；加入量低于3%时，焊缝脱氧不充分，渣的流动性也变差。

钛铁：主要起到脱氧的作用。同时在焊接时具有防止晶粒粗大，细化晶粒的作用。钛铁的加入量大于4%时，焊条的制造成本提高，但对继续改善焊条的焊接工艺性和焊缝金属的力学性能，并没有明显的作用；加入量低于2%时，对焊缝金属的晶粒细化作用不明显，焊缝金属的力学性能变差。