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一种高纤维素型焊条

阅读：80发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种高纤维素型焊条专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高纤维素型焊条，本发明针对现有的高纤维素型焊条在施焊时药皮发红、焊缝有气孔和低温冲击韧性不高的缺陷，提出一种新的高纤维素型焊条，其药皮组分中含有微晶纤维、淀粉、竹粉、金红石、钛白粉、菱苦土、海泡石、云母、铁粉、镍粉、钼铁、中碳锰铁、稀土硅铁、铁砂和镁砂；选用微晶纤维、海泡石、金红石、镁砂、铁砂作为主要的造渣剂，用量适当，同时选用较低模数、较高浓度钾、钠比的水玻璃作为粘结剂。本发明中的成分和力学性能符合国标要求，低温夏氏缺口冲击值Akv(-30℃)达90J，优于国内外同类著名焊条。焊条工艺性能优良，满足管子全位置下向焊接操作要求，并且在施焊时药皮不发红、焊缝无气孔，且低温韧性更优等特点。，下面是一种高纤维素型焊条专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高纤维素型焊条，包括焊芯、药皮和粘接剂，其特征在于所述药皮组分及含量(重量百分比)分别为：微晶纤维：29～31％淀粉： 1～3％竹粉： 3～5％金红石： 10～12％钛白粉： 1～3％菱苦土： 2～4％海泡石： 10～12％云母： 2～4％铁粉： 5～7％镍粉： 3.5～4.5％钼铁： 1～1.5％中碳锰铁：6～8％稀土硅铁：2～3.5％铁砂： 8～10％镁砂： 4～6％。

2.按照权利要求1所述的一种高纤维素型焊条，其特征在于所述各组分的含量(重量百分比)分别为：微晶纤维： 30％淀粉： 1％竹粉： 4％金红石： 12％钛白粉： 2％菱苦土： 3％海泡石： 11％云母： 3％铁粉： 5％镍粉： 4％钼铁： 1.5％中碳锰铁： 7％稀土硅铁： 2.5％铁砂： 8％镁砂： 6％。

3.按照权利要求1或2所述的一种高纤维素型焊条，其特征在于所述的粘接剂采用模数为2.8-3.0M、钾钠比2∶1、浓度40.5°Be′-43.0°Be′的水玻璃。

说明书全文

一种高纤维素型焊条

技术领域

本发明涉及一种用于管道焊接的高纤维素型焊条，属于焊接技术领域。

背景技术

近年来国内研究开发的高纤维素型焊条为E4310(应符合国标GB/T5117-1995)和E5510(应符合国标GB/T5118-1995)两类，但普遍存在的技术问题是施焊时焊条工艺操作性差、焊条药皮发红、焊缝有气孔和低温冲击韧性不高，而且尚未形成批量生产，因此大部分依赖进口解决国内需要。一来成本较高，二来国外著名品牌的焊条的冲击韧性也有待进一步提高。
张清辉等人在“改进型E4310纤维素焊条的研究”(焊接技术，2001，(4)：43-44)中公开了一种E4310纤维素焊条的性能指标，符合国标GB/T5117-1995，但适于焊接强度比较低的钢材。何少卿等人研究的“E5510-G高纤维素型焊条的研究”(焊接技术，1998，(4)：28-30)，符合国标GB/T5117-1995，其熔敷金属达到的力学性能是，抗拉强度σb为701兆帕，屈服点σs为584兆帕，伸长率δ5为26％，-30℃Akv为30、32、34、38、40焦耳，但仍存在低温冲击韧性较低的缺陷。
焊条药皮中所含大量的纤维素在焊接过程中分解出大量的还原性气体，并向熔敷金属中增碳增氢，导致气孔敏感性较大，同时严重恶化了焊条焊缝金属的低温韧性；药皮中所含的大量的纤维素类物质也是造成焊条炭化点低、焊条药皮发红的根本原因。焊条熔渣属酸性渣，碱度较低，不利于低温韧性的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纤维素型焊条，以克服现有的高纤维素型焊条工艺操作性差、焊条药皮发红、焊缝有气孔的缺陷，同时进一步提高低温冲击韧性。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种高纤维素型焊条，包括焊芯、药皮和粘接剂，其特征在于所述药皮组分及含量(重量百分比)分别为：微晶纤维    29～31％淀粉：      1～3％竹粉：      3～5％金红石：    10～12％钛白粉：    1～3％菱苦土：    2～4％海泡石：    10～12％云母：      2～4％铁粉：      5～7％
镍粉：     3.5～4.5％钼铁：     1～1.5％中碳锰铁： 6～8％稀土硅铁： 2～3.5％铁砂：     8～10％镁砂：     4～6％。
上述高纤维素焊条药皮各组分的含量(重量百分比)还可采用如下比例：微晶纤维：  30％淀粉：      1％竹粉：      4％金红石：    12％钛白粉：    2％菱苦土：    3％海泡石：    11％云母：      3％铁粉：      5％镍粉：      4％钼铁：      1.5％中碳锰铁：  7％稀土硅铁：  2.5％铁砂：      8％镁砂：      6％。
本发明所述高纤维素型焊条的粘接剂采用模数为2.8-3.0M、钾钠比2∶1、浓度40.5°Be′-43.0°Be′的水玻璃。
本发明采用了SiO2-TiO2-MgO-FeO渣系，适当的提高了渣的碱度，可获得良好的工艺性能，较好地解决了焊条的炭化问题和降低了气孔倾向。含TiO2、SiO2、MgO、FeO的物质在一定的含量范围内可以明显改善焊条的抗发红性能，试验表明：药皮中选用微晶纤维、海泡石、金红石、镁砂、铁砂作为主要的造渣剂，用量适当，较好地解决了焊条的炭化问题，提高了高纤维素型焊条的抗发红性能。试验表明：向药皮中加入强氧化剂铁砂以平衡药皮的氧化还原特性，大大提高了焊条的抗气孔能力由于本发明选用较低模数、较高浓度的钾钠比的水玻璃作为粘结剂，并适当控制其加入量，因而焊条涂压性能良好。
经测定，本发明熔敷金属化学成分为：C：0.082％、Ni：1.54％、Mo：0.21％、Mn：0.56％、Si：0.13％、S：0.008％、P：0.012％和微量稀土元素。该焊条(TH·J555E)熔敷金属的-30℃冲击韧性平均值为90焦耳，优于国内外已知同类焊条。由于渣系合理，低碳，含镍、钼及稀土元素，硫、磷含量低，因此导致韧性高。

具体实施方式

实施例1高纤维素型焊条(TH·J555)的焊芯材料、药皮配方和粘接剂如下：1.焊芯：HO8C、HO4E2.焊条药皮配方：表1
3.粘接剂：水玻璃水玻璃模数2.8-3.0M、钾钠比2∶1、浓度40.5°Be′-43.0°Be′，加入量控制在40％。
实施例2高纤维素型焊条(TH·J555)的焊芯材料、药皮配方和粘接剂如下：1、焊芯：HO8C、HO4E2、焊条药皮配方：表2
3、粘接剂：水玻璃水玻璃模数2.8-3.0M、钾钠比2∶1、浓度40.5°Be′-43.0°Be′，加入量控制在45％。
实施例3高纤维素型焊条(TH·J555)的焊芯材料、药皮配方和粘接剂如下：1、焊芯：HO8C、HO4E2、焊条药皮配方：表3
3、粘接剂：水玻璃水玻璃模数2.8-3.0M、钾钠比2∶1、浓度40.5°Be′-43.0°Be′，加入量控制在50％。
对实施例进行了如下的性能试验：(1)本发明熔敷金属的力学性能本发明熔敷金属的各项力学性能均按国家标准GB/T5118-1995规定进行，由湖北省焊接材料检测中心试验完成，见表4。为便于比较，表4中同时列入一些国际著名同类品牌焊条的力学性能。
表4  本发明和一些国际著名同类品牌焊条的力学性能比较
从表4中可以看出焊条已达到国际同类先进产品——日本神钢KOBE8010、美国林肯的E8010-G焊条的水平，其中低温夏氏缺口冲击值Akv(-30℃)达90焦耳，优于国内外同类著名焊条。
(2)本发明的焊接工艺性能按照《电焊条焊接工艺性能评定方法》JB/T8423-96的规定对本发明工艺性能进行了测试，结果见表5。
表5  本发明和一些国际著名同类品牌焊条的工艺性能比较
从表5中可以看出，焊条工艺性能优良，焊接速度快，引弧及再引弧性好，正反面成型均好，易脱渣，飞溅小，综合工艺性能达到国外同类产品先进水平。
(3)本发明的管接头性能试验选择20钢钢管，规格为φ377×10，管接头坡口角度为65°，试验时须用TH J555E焊条熔敷5层才能焊满坡口，管接头性能试验按美国石油协会标准API1104-88的有关规定进行，试验结果见表6，表7。
表6  试验管接头的力学性能试验结果(TH J555E φ4)
表7  试验管接头的表面质量检查结果
从表6、表7可以看出TH J555E焊条的管接头焊接性能达到美国石油协会标准API1104-88要求，完全能满足管子全位置下向焊接操作要求。
总之本文申请的高纤维素型(TH J555E)焊条其成分和力学性能符合国标GB/T5118-1995中E5510之规定，且低温韧性优良，低温夏氏缺口冲击值Akv(-30℃)达90J，优于国内外同类著名焊条。焊条工艺性能优良，焊条的管接头焊接性能达到美国石油协会标准API1104-88要求。完全能满足管子全位置下向焊接操作要求，焊接速度快，引弧及再引弧性好，正反面成型均好，易脱渣，飞溅小，并且具有在常用焊接电流(见表8)施焊时药皮不发红、焊缝无气孔等焊接缺陷的特点。即TH J555E焊条各项工艺性能均达到了国外同类焊条先进水平(日本神钢KOBE8010、美国林肯的E8010-G焊条等国际著名品牌焊条的水平)，且低温韧性更优。
表8 TH J555E焊条的焊接电流

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