[发明专利]一种低碳低硅立向下电焊条及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接的技术领域，具体涉及一种低碳低硅立向下电焊条及制备方法。

背景技术

目前，热镀锌产品被广泛应用于多个领域，在热镀锌过程中，镀锌锅是最关键的设备，为了抵抗高温融锌的强烈腐蚀，镀锌锅多为由低碳低硅型专用钢板焊接制造而成，但目前还没有专用的焊条，大都使用碳素焊条钢H08A作为焊芯制造的普通电焊条，融敷金属的化学成分与母板相差较大，前者的碳含量最大可达0.10%，而母材的碳含量一般不超过0.06%，并且焊条药皮中一般含有大量的硅酸盐，如石英砂、长石、白泥、高岭土、云母等，虽改善了电弧稳定性，但氧化性强，施焊时易导致合金元素烧损，使熔敷金属的力学性能变差，同时熔渣流动性增强，不易实施立向下焊接作业，更大的隐患是会导致焊缝金属中Si含量超标而导致锌蚀。因此，采用此类普通焊条焊接的锌锅，焊缝中的C、Si含量大大高于母材，使得焊接部位极易被蚀穿，另外，因不能实施立向下焊接，带来操作不便、焊接热损大、焊条消耗多、施焊速度慢等诸多问题。因此国内开展了较多的关于针对镀锌锅的焊接对策研究，但大都在焊芯或药皮上寻找单一解决方案，如中国专利ZL03143320.0，仍是以H08钢作为焊芯，仅在药皮中提高Si含量（Si＞2%），并添加Cr元素来抑制锌铁合金化反应。沈阳工业大学研制了一种采用08Cu母材材料直接拉拔专用焊丝，虽具有良好的耐锌液腐蚀性能，但存在焊接裂纹隐患。

综上，采用现有焊条与新开发的耐锌液腐蚀钢板差异较大，不能满足耐蚀钢要求，不适合镀锌锅的焊接。本发明的焊条是针对耐锌液腐蚀环境而开发的新型耐蚀焊条。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳低硅立向下焊条，用于制造镀锌锅，与专用钢板相匹配。所述焊条为高纤维素型焊条，药皮包括按质量分数计的下述组分：微晶纤维素：20-25%；木粉：8-11%；羟甲基纤维素：8-10%；钛铁矿：15-20%；大理石：8-10%；低碳锰铁：5-8%；钛铁：3-5%；铝粉：3-5%；白云石：10-15%；Cr₂O₃:3-5%； ZrO₂:3-4%。该焊条的焊芯成分设计合理，C、Si含量极低，与母材一致，药皮采用纤维素型，电弧吹力大，熔渣生成量低，适用于立向下焊接作业，同时药皮中大幅度减少了含Si成分加入量，不会增加焊缝中的Si含量，具有良好的耐锌液腐蚀性能，同时使焊缝具有良好的力学性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种低碳低硅立向下焊条，包括焊芯和覆于焊芯表面的药皮，其特征在于，所述焊条为高纤维素型焊条，药皮包括按质量分数计的下述组分：微晶纤维素：20-25%；木粉：8-11%；羟甲基纤维素：8-10%；钛铁矿：15-20%；大理石：8-10%；低碳锰铁：5-8%；钛铁：3-5%；铝粉：3-5%；白云石：10-15%；Cr₂O₃:3-5%； ZrO₂:3-4%。

作为优选，所述微晶纤维素、木粉、羟甲基纤维素的总重量占药皮总重量的40-42%。

作为优选，所述Cr₂O₃、ZrO₂的总重量占药皮总中量的6-8%。

焊芯采用低碳低硅型优碳钢，其化学成分按质量分数计为：C：0-0.02%；Si：0-0.02%；Mn：0.40-0.60%；P：0-0.008%；S：0-0.001%；Alt：0.030-0.040%；其余为Fe及不可避免的杂质。

制备方法：首先将专用焊条钢拉丝成焊芯，然后将上述药皮组分混合均匀后加入钠钾混合水玻璃，搅拌后均匀压涂在专用焊芯表面，制成直径为2.0-8.0mm、长度为250-450mm的焊条，经室温晾干后再经220℃烘干2小时。

本发明采用的焊芯为一种低碳低硅型优碳钢，其C、P、S含量远低于普通焊条钢H08A，具有耐锌液腐蚀、纯净度高、与母材等值配合的优点。药皮中的纤维素成分主要决定电弧特性，使焊条适宜立向下焊接，钛铁矿、大理石、白云石除了造气作用，还可改善熔渣表面张力和流动性，低碳锰铁、钛铁、铝粉主要起脱氧和合金化作用，加入Cr₂O₃、ZrO₂可以降低焊道中心凹入量，增加焊缝厚度，提高焊接效率。

本发明的有益效果为：