本發(fā)明涉及高韌性低氫藥芯焊條技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性低氫藥芯焊條
背景技術(shù)：
焊條是在一定長度的金屬絲外表層均勻地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工電弧焊焊接材料。藥皮的組成物有：礦物類，如大理石、氟石等、鐵合金和金屬粉類，如錳鐵、鈦鐵等、有機物類，如木粉、淀粉等。焊條藥皮是決定焊縫質(zhì)量的重要因素，為了控制焊縫金屬的氫含量，保證焊縫的力學(xué)性能，常在藥皮中加入稀土金屬或氟化物控制氫擴散。其中，氟化物在焊接過程中會有煙霧產(chǎn)生，對環(huán)境壓力大；稀土具有極高的吸氫能力,稀土又可與氫形成氫化物,減少了焊縫中可擴散的氫含量，但是加入過多的稀土合金,稀土元素有極活潑的化學(xué)性質(zhì),易與氧反應(yīng)生成穩(wěn)定的高熔點的稀土氧化物,降低了電弧氣氛中的氧化性,從而使擴散氫含量增加，同時稀土金屬的冶煉提純難度較大，成本相對較高，研制一種韌性高且相對成本低的藥芯焊條成為本領(lǐng)域急需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種高韌性低氫藥芯焊條，藥芯組分采用MnO基復(fù)合脫氧劑，形成多元復(fù)合渣系，提高了稀土金屬高的吸氫能力增強，有效利用率增大，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約資源，焊縫金屬具有良好的力學(xué)性能，-30℃沖擊功大于80J，具有良好低溫韌性。
本發(fā)明提出的一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石20～35％、海泡石1～2％、鈦白粉5～10％、合金劑10～15％、海藻酸鈉1～3％、白云母2～5％、硅灰石2～6％、鈧0.1～0.3％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 50～70％、Fe 15％～35％、Ca 5～20％、Mg 3～10％。
優(yōu)選地，大理石在藥皮原料中的重量百分比為20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25％、25.5％、26％、26.5％、27％、27.5％、28％、28.5％、29％、29.5％、30％、30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、33.5％、34％、34.5％、35％，海泡石在藥皮原料中的重量百分比為1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％，鈦白粉在藥皮原料中的重量百分比為5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％，合金劑在藥皮原料中的重量百分比為10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％，海藻酸鈉在藥皮原料中的重量百分比為1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％，白云母在藥皮原料中的重量百分比為2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，硅灰石在藥皮原料中的重量百分比為2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％，鈧在藥皮原料中的重量百分比為0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％。
優(yōu)選地，Mn在合金劑中的百分比為50％、50.5％、51％、51.5％、52％、52.5％、53％、53.5％、54％、54.5％、55％、55.5％、56％、56.5％、57％、57.5％、58％、58.5％、59％、59.5％、60％、60.5％、61％、61.5％、62％、62.5％、63％、63.5％、64％、64.5％、65％、65.5％、66％、66.5％、67％、67.5％、68％、68.5％、69％、69.5％、70％，F(xiàn)e在合金劑中的百分比為15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、Ca在合金劑中的百分比為5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％，Mg在合金劑中的百分比為3％、3.5％、4％、％、4.5％、5％、5.5％、％、6％、6.5％、7％、％、7.5％、8％、8.5％、％、9％、9.5％、10％。
優(yōu)選地，合金劑中Mn和Fe的重量比為3：1。
優(yōu)選地，合金劑中Fe、Ca和Mg的重量比為20：13：7。
優(yōu)選地，合金劑和鈧的重量百分比為55～65：1。
優(yōu)選地，大理石和海藻酸鈉的重量比為9～11：1。
優(yōu)選地，大理石和海藻酸鈉的重量比為10：1。
優(yōu)選地，藥皮原料按重量百分比包括：大理石25～30％、海泡石1.2～1.8％、鈦白粉6～9％、合金劑11～14％、海藻酸鈉1.1～1.9％、白云母3～4％、硅灰石3～5％、鈧0.15～0.25％，余量為鐵粉。
優(yōu)選地，藥皮原料按重量百分比包括：大理石27％、海泡石1.5％、鈦白粉7.5％、合金劑12％、海藻酸鈉1.2％、白云母3.5％、硅灰石4％、鈧0.2％，余量為鐵粉。
各原料在本發(fā)明中的作用：
大理石：主要成分為碳酸鈣，受熱分解為氧化鋯和二氧化碳氣體，在熔敷金屬表面形成保護氣氛，有效降低了氫溶解，生成的氧化鈣為堿性氧化物，提高熔渣的堿度，一定程度上改善煌縫金屬的韌性。
海泡石：造渣劑，調(diào)節(jié)熔渣粘度。
鈦白粉：主要成分TiO2，作為造渣劑，能夠穩(wěn)定電弧，能夠調(diào)節(jié)熔渣的熔點、粘度、表面張力和流動性，改善焊縫成形、減小飛濺。
合金劑：作為脫氧劑，控制金屬中的氧含量，形成各氧化物，提高氧化性，凈化熔渣；調(diào)節(jié)合金劑與稀土金屬鈧的用量配比，提高稀土鈧的吸氫能力，提高利用率，提高焊縫韌性。
海藻酸鈉：調(diào)節(jié)熔渣的粘度，與造渣劑大理石配合，控制熔渣粘度適合，使熔滴形成速度與焊縫金屬相配，更好地保護焊縫金屬。
白云母和硅灰石：硅可以與白云母中的堿金屬和堿土金屬形成玻璃狀進入渣中，在藥皮中加入硅酸鹽不但可以降低煙塵，同時還可以降低煙塵的毒性。
鈧：作為稀土金屬，具有極高的吸氫能力，有效控制了焊縫金屬中的氫含量，提高焊縫的韌性。
鐵粉：提高藥芯焊絲熔敷速度，調(diào)節(jié)堆焊金屬的成分。
本發(fā)明以大理石作為主要造渣劑，生成氣體在熔敷金屬表面形成保護，保證基體內(nèi)較少的氫含量，多種金屬組成的合金劑作為脫氧劑，控制熔渣中較低的氧含量，在焊接初期，產(chǎn)生大量離子半徑較大的硅氧復(fù)合陰離子這些離子移動時，需要的粘流活化量比較大,使得熔渣粘度較大，加入離子半徑較小的Mn2+會破壞龐大的復(fù)合陰離子團,使?fàn)t渣粘度下降，同時配合加入Fe、Mn、Ca和Mg形成MnO基復(fù)合脫氧劑，氧化后形成復(fù)合渣系，不僅避免了前期熔渣中FeO的富集,并且熔池溫度較快提高,使碳氧反應(yīng)在焊接前期就均衡正常進行,避免發(fā)生爆發(fā)性的碳氧反應(yīng),不會有突發(fā)性強大的氣體而引起飛濺，另一方面合金劑中多類金屬配合使用提高了氧化性，保持了稀土金屬高的還原性，進而提高了其吸氫能力，同時熔池低的含氧量稀土金屬鈧更多地上浮至熔池液態(tài)金屬表面，降低了金屬液的表面表面張力，減少熔池液態(tài)金屬表面對電弧空間氫原子的吸附，使溶入金屬中的氫量大大降低，從而使焊縫金屬中氫的含量大為減少，提高了焊縫的韌性；海藻酸鈉配合大理石使用，有效控制了熔渣粘度在合理范圍內(nèi)，使熔滴形成速度與焊縫金屬相配，更好地保護焊縫金屬，提高了焊縫的力學(xué)性能。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石20％、海泡石2％、鈦白粉5％、合金劑15％、海藻酸鈉1％、白云母5％、硅灰石2％、鈧0.3％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 60％、Fe 20％、Ca 15％、Mg 5％。
實施例2
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石35％、海泡石1％、鈦白粉10％、合金劑10％、海藻酸鈉3％、白云母2％、硅灰石6％、鈧0.1％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 50％、Fe 35％、Ca 5％、Mg 10％。
實施例3
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石25％、海泡石1.8％、鈦白粉6％、合金劑14％、海藻酸鈉1.1％、白云母4％、硅灰石3％、鈧0.25％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 70％、Fe 15％％、Ca 10％、Mg 5％。
實施例4
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石30％、海泡石1.2％、鈦白粉9％、合金劑11％、海藻酸鈉1.9％、白云母3％、硅灰石5％、鈧0.15％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 50％、Fe 27％、Ca 20％、Mg 3％。
實施例5
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石27％、海泡石1.5％、鈦白粉7.5％、合金劑12％、海藻酸鈉1.2％、白云母3.5％、硅灰石4％、鈧0.2％，余量為鐵粉。余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 60％、Fe 20％、Ca 13％、Mg 7％。
實施例6
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石27％、海泡石1.5％、鈦白粉8％、合金劑11％、海藻酸鈉3％、白云母3％、硅灰石4％、鈧0.2％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 55％、Fe 30％、Ca 8％、Mg 7％。
實施例7
一種高韌性低氫藥芯焊條，金屬焊芯和涂覆在金屬焊芯表面的藥皮，藥皮原料按重量百分比包括：大理石22％、海泡石1％、鈦白粉10％、合金劑13％、海藻酸鈉2％、白云母4.5％、硅灰石4％、鈧0.2％，余量為鐵粉；合金劑組分按重量百分比包括：Mn 65％、Fe 20％、Ca 7％、Mg 8％。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。