[发明专利]改进的纤维素涂层焊条

说明书

技术领域

本发明涉及电弧焊接技术领域，更详细地讲，涉及一种含有外部纤维素涂层类的改进的焊条。

背景技术

纤维素涂层焊条通常用于管道焊接，然而，它们一般含有总焊条的1-3％的水分，因此，使在焊接操作的最终焊道中具有一定量孔的可能性。而且，具有较低堆积能力(stackability)的多孔焊条需要额外的焊道来填补形成管道的部件间的缝隙。堆积能力是指“堆积金属”进入焊接接缝的焊条的能力。与使用较低堆积能力的焊条相比，使用堆积能力好的焊条在管道接缝处沉积金属，会用更少的焊道来填补接缝。对于给定的焊条尺寸，在标准焊接条件下，堆积能力是以每单位时间完成的长度或者焊道长度来测量。短的完成长度比长的完成长度要好，因为焊条的所有金属在相同尺寸的接缝内沉积更短的距离。在可接受的堆积能力下，焊接机控制熔池，而不是熔池控制焊接机。快速凝固的熔渣和金属增加堆积能力。堆积能力是与实际转移到焊接接缝的金属的沉积速率相关。本发明所涉及的焊条特别设计为移动更慢和沉积更重的焊珠，所以焊接机可以用更少的焊道来填满在管道部件之间的焊接接缝。然而，仍然希望改进焊条的堆积能力。更重要地，使用纤维素涂层焊条，需要降低在焊接操作过程中所沉积的上部焊道的孔隙率，这种孔隙率的降低可以通过增加涂层的水分来达到。

发明内容

本发明涉及一种在标准的纤维素涂层焊条上的改进，该焊条设计为更高的堆积能力。本发明的改进减小了沉积的焊接金属出现孔的可能性，同时增加了焊条的堆积能力。

本发明涉及一种在焊丝上设有涂层的焊条的改进，其中焊丝或焊芯占总重量的80-90％。焊条的剩余重量为外部涂层，其包括粉末状纤维素、镁/钙碳酸盐、金红石、水玻璃粘结剂和合金颗粒如镍、锰和/或钼、有铁粉或没有铁粉。涂层中的水玻璃粘结剂所占比例约少于涂层的35％，优选为28％。使用常规的、水约占60％的水玻璃溶液的粘结剂，其具有粘度为，允许挤出涂层到焊丝上，然后通过随后的加热工艺固化该涂层。一些大家熟悉的焊条具有良好的堆积能力，但是有在盖面焊道上产生孔的可能性。构成本发明焊条的改进是以减少产生孔可能性的涂层的配方。而且仍保持焊条的高堆积能力，的确，本发明的一个方面增加了堆积能力。

粘结剂改性以减少在焊接操作的盖面焊道中出现不希望的孔的可能性。通过增加涂层中水分含量，减少孔的量。在以前，水分含量必须低于约焊条总重量的3％。该水分含量是由构成涂层的15％、且含水60％的粘结剂提供的。已知纤维素焊条中的更高水分含量将减少孔的问题，然而，在标准焊条涂层的粘结剂中，增加的水分含量在推进的焊条的表面会引起蒸汽泡。在焊接工艺过程中，这样的水泡改变电弧方向，并且降低焊接质量。为了防止焊接操作中在涂层表面形成蒸汽泡或水泡，至今为止，涂层的湿度维持在低于焊条约3％的水平。期望增加焊条的水分含量，但不能用现在使用的常规粘结剂来达到目的。

本发明解决了由增加焊条外部涂层的水分含量而引起的问题。本发明包括在焊条涂层中添加更多的水分而不引起水泡，按照这样的方式，本发明的焊条减少了盖面焊道的孔的数量。而且，本发明包括涂层的变化，以进一步增加在焊接工艺过程中的堆积能力。纤维素焊条的更高的堆积能力是通过实质上增加二氧化钛百分含量来获得的，即从常规的低于10％的水平增加到实质上高于12％的水平，按照这样的方式，在焊接工艺过程中，焊条移动更慢，并且改善了焊接操作的堆积能力。因此，对现有的高堆积能力焊条的改进，是通过改性涂层以增加涂层的水分含量，且在推进的焊条的表面不引起水泡。通过增加形成涂层焊剂体系的二氧化钛到高于11％的水平，优选高于12％，的确保持和增加了堆积能力。通过增加涂层中水分含量和涂层中二氧化钛的量，新型焊条得到改进。

在现有的纤维素焊条中，粘结剂约为涂层的35％，二氧化钛约为涂层的10％。涂层约为焊条的15％。通过减少涂层中粘结剂的量少于35％、和加入约为5-30％的水稀释常规的水玻璃粘结剂，本发明控制涂层的水分来改善焊接金属的孔隙率。二氧化钛的量增加到至少总涂层重量的11％。