[发明专利]一种用于管道根焊的低氢型焊条

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于管道根焊的低氢型焊条。

背景技术

在长输管道施工中，管道焊接工序至关重要，管口焊接质量的优劣直接关系到管线运行的安全性。管线施工过程中，对于返修或连接头等不规则的焊接部位，采用焊条焊接既方便，便于操作、又易于控制质量。

根焊也称打底焊，是指在现场焊接中管口第一道承担连接的焊缝，只有一道，特点是要求单面焊双面成型（有的机械化根焊除外）。

使用传统低氢型焊条进行管道根焊时，若要实现单面焊双面成形更多依赖于焊工操作手法，由于焊条电弧吹力不足，在根部间隙较小时不易吹透焊件，易产生凹陷、夹渣和未融合等缺陷。同时由于熔池金属重力作用，焊缝背面成形宽度及余高不易控制。

为获得高质量的焊接接头，部分管线建设中要求焊接必须选用低氢焊材，以保证良好的抗裂性及优秀的焊接接头力学性能。低氢型焊条具有良好的脱硫、脱磷和去氢能力，抗裂性及综合力学性能优秀，但是其焊接工艺性能较差，焊接电弧稳定性差、飞溅较大、操作性能较差。因此有必要开发一种焊接性能更优的低氢型焊条，使得焊接工艺更易于控制同时保证焊接接头具有更好的力学性能。

发明内容

本发明旨在针对上述存在问题，提供一种用于管道根焊的低氢型焊条。通过对焊条药皮成分的改进使其在保证优秀力学性能的同时，具有良好的焊接工艺性能。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案，

一种用于管道根焊的低氢型焊条，由焊芯和药皮两部分组成，所述药皮的制备原料由大理石、萤石、石英、金红石、钛铁、硅铁、锰铁、菱苦土、碳酸钠组成；其配方为大理石48～57%、萤石9～14%、石英8～15%、金红石5～12%、钛铁3～7%、硅铁3～7%、锰铁5～8%、菱苦土3～5%、碳酸钠1～2%；对上述配方进一步优选为其配方为大理石53%、萤石11%、石英9%、金红石9%、钛铁4%、硅铁5%、锰铁4%、菱苦土4%、碳酸钠1%。

以上技术方案中，所述焊芯的材质为H08A钢，所谓H08A钢参照国家标准GB/T3429-2002。

本发明焊条采用CaO-SiO₂-TiO₂-CaF₂碱性渣系，采用钛铁、硅铁、锰铁联合脱氧。

大理石作为主要的造气、造渣剂，高温分解产生的大量气体保证了焊接时的电弧吹力。但大理石过多时，套筒变短，吹力减弱，同时飞溅增大，焊缝成形不好，本发明焊条将大理石含量选定为48～57%。

萤石为造渣剂，同时在熔池金属中发生脱氢反应生成不溶于金属的HF将H带走，降低熔敷金属中的扩散氢含量。在低氢型焊条中提高大理石与萤石比例，可减小熔滴尺寸，大理石与萤石比例大于4.7时，焊条可实现颗粒状喷射过渡，进而可有效改善电弧稳定性。本发明萤石设定含量为9～14%。

石英主要作用为造渣，SiO2可与CaO、MgO等碱性氧化物形成低熔点复合物以调整熔渣粘度。本发明设定为8～15%，在此范围内，熔渣粘度适中，流动性好，可保证焊条良好的操作性能。

金红石加入量为5%～12%时，可形成短渣，有利于焊条的全位置焊接。同时可在熔渣中形成针状和雪花状的结晶相，有利于改善脱渣性，但含量过高时会导致焊条力学性能降低。

钛铁、锰铁、硅铁主要作用为脱氧剂，并向焊缝中过渡Si、Mn元素，保证焊缝具有良好的力学性能。根据脱氧效果及焊缝中合金元素含量而设定含量为：钛铁3～7%，硅铁3～7%，锰铁5～8%。

菱苦土为造气、造渣剂，同时用于调整熔渣凝固温度，保证焊缝成形。过多易导致熔渣过粘，影响焊速。本发明控制含量为3～5%。

碳酸钠中含有低电离电位的Na⁺，有利于提高电弧稳定性，同时有利于焊条压涂，用量过多易导致焊条返潮，本发明中含量为1～2%。

以上技术方案中，焊条药皮制备所用原料均自市面购得。

利用本发明制备的焊条具有良好的力学性能和焊接工艺性能。焊接时，电弧吹力大，电弧集中且稳定性好，保证了焊条焊接时具有较大熔深；在管道根焊时易于实现单面焊双面成形，同时焊缝成形美观，脱渣性好；熔敷金属杂质元素含量少，强度及塑韧性优秀；扩散氢含量达到低氢标准，焊条具有良好的抗裂性及抗气孔性。在实际生产中，利用本发明进行焊接可免去背面铲根及封底焊，提高工作效率。

具体实施方式

实施例1