專利名稱：含氧化鈰的低合金鋼焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種含氧化鈰的低合金鋼焊條。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有E5515型等典型低合金鋼焊條當(dāng)焊接碳當(dāng)量CE＞0.4％的中碳鋼和Q390等低合金高強度鋼時，為避免產(chǎn)生淬硬組織和裂紋，焊接時需采用特殊的工藝措施，如焊前預(yù)熱到250℃～400℃，采用細(xì)焊條、小電流以減少母材的熔化深度，減緩熱影響區(qū)的冷卻速度；焊后緩冷和進(jìn)行去應(yīng)力退火等。這無形當(dāng)中增加了生產(chǎn)周期，增大了生產(chǎn)成本。雖然此類焊條價格低，但性能低，生產(chǎn)成本高。
目前已研究出的超低氫焊條(J×××H)、高韌性焊條(J×××GR)以及高韌性超低氫焊條(J×××RH)等專用焊條，這些焊條的價格是普通低合金高強度鋼焊條的1.5倍以上，雖然性能高，但價格也高，因此限制了這些焊條的推廣應(yīng)用。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)，稀土材料在焊條藥皮中的應(yīng)用，目前大都應(yīng)用在堆焊焊條上，也有個別應(yīng)用在低合金鋼焊條上，但是用的是輕稀土和重稀土混合或者重稀土的較多，由于重稀土較貴，因此也使得這些低合金鋼焊條價格高，性能價格比不高。
單獨將輕稀土氧化物用在焊條藥皮上，尚未發(fā)現(xiàn)有文獻(xiàn)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含氧化鈰的低合金鋼焊條，解決上述焊條的不足。焊前不需要預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后不需要進(jìn)行去應(yīng)力退火，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。價格低，性能高，性價比高。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種含氧化鈰的低合金鋼焊條，藥皮成分及重量比為大理石39-48％，螢石18-26％，鈦鐵10-12％，低碳硅鐵5-8％，中碳錳鐵3-6％，云母4-4.5％，純堿0.5-1％，CeO2-5為2.6-3.4％。
藥皮成分及重量比優(yōu)選為大理石46.3％，螢石24.9％，鈦鐵10.7％，低碳硅鐵7％，中碳錳鐵5.9％，云母4.3％，純堿1％，CeO2-5為3％。
將上述組分的藥粉材料混合均勻后用鈉水玻璃做粘結(jié)劑，在活塞式油壓機上將其壓涂在直徑為4mm的H08A焊芯上做成低合金鋼焊條。
本發(fā)明的優(yōu)點是焊前不需要預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后不需要進(jìn)行去應(yīng)力退火，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。價格低，性能高，性價比高。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及實驗例對本發(fā)明的方案及效果進(jìn)一步說明。
本發(fā)明實驗選擇的是牌號為CeO2-5的普通級氧化鈰產(chǎn)品，也是氧化鈰中價格最便宜的一種，其化學(xué)成分如表1所示。選用通過焊條藥皮過渡稀土CeO2的方式，以改善焊條的力學(xué)性能和熔敷金屬的組織性能。選用堿性大、氧化性較小堿性渣系的目的是減少氧化鈰在焊接條件下的燒損。
表1 CeO2-5的化學(xué)成分

不加入CeO2的焊條(即E 5515-G型焊條)藥皮配方為對照例。如表2所示。
表2 不加入CeO2的焊條藥皮配方

選擇加入氧化鈰，但氧化鈰的量應(yīng)適當(dāng)。當(dāng)藥皮中氧化鈰的含量在2.6％以下時其作用很小，在3.4％以上時嚴(yán)重惡化熔敷金屬的力學(xué)性能和熔敷金屬的組織。經(jīng)試驗新型藥皮配方中含氧化鈰2.6-3.4％時焊條的工藝性能和熔敷金屬的力學(xué)性能較好(在熔敷金屬中氧化鈰的實際含量比2.6-3.4％要小得多)。新型焊條的軋制工藝和普通的低合金鋼焊條(如E5515型焊條)的軋制工藝相同。加入稀土CeO2后，由于稀土元素容易與氧和硫生成高熔點且在高溫下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，可起脫硫脫氧改變夾雜物形態(tài)作用。加入適量的稀土氧化物能夠細(xì)化熔敷金屬的顯微組織，稀土能降低熔敷金屬中的氫，從而顯著提高了熔敷金屬的沖擊韌性。當(dāng)加入3％的氧化鈰時力學(xué)性能最好，見表3。
表3 不加入與加入CeO2的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能的比較

采用北京中科技術(shù)有限公司的Finder-1000型X射線能譜儀對熔敷金屬夾雜物進(jìn)行掃描分析(采集條件加速電壓20.00keV，活時間44秒，出射角35.00度)，發(fā)現(xiàn)稀土量很少，在焊縫中最大的重量百分比為0.2756％，見

圖1所示。電子能譜圖分析結(jié)果如表4所示。這說明在熔滴內(nèi)部，熔池內(nèi)部各反映生成的稀土氧化物、稀土硫化物及稀土硫氧化物大部分進(jìn)入殘渣，少部分殘留在熔敷金屬成為夾雜物。
圖1是焊縫電子能譜圖表4 電子能譜圖分析結(jié)果

新型焊條性能高，工藝簡單，無需焊前預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后也不用進(jìn)行退火處理，雖然焊條制造成本提高了2.1％，但由于焊前和焊后無需采用特殊的工藝措施，因此生產(chǎn)總成本仍然是降低的。此焊條性價比高。氧化鈰占焊條藥皮的重量為3％，目前，350克藥粉中含氧化鈰重量為350×3％g＝0.0105kg350克藥粉能制成焊條的重量為350+10.5+350/0.30g＝1.5272kg(藥皮重量系數(shù)為0.30)所以1kg焊條需要的氧化鈰重量為0.0105/1.5272＝0.006875kg1kg焊條需要氧化鈰的費用為30×0.006875＝0.2063元新型J557焊條每公斤的費用提高了10.2063-1010×%=2.1%]]>本發(fā)明的實施例及試驗結(jié)果實施例1加入CeO2為2.6％。在焊前不要預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后不用進(jìn)行退火處理的情況下對不加入與加入CeO2的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行試驗，新型焊條性能提高的結(jié)果如表5所示
表5 加入CeO2為2.6％時焊條熔敷金屬的力學(xué)性能 實施例2加入CeO2為3％。在焊前不要預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后不用進(jìn)行退火處理的情況下對不加入與加入CeO2的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行試驗，新型焊條性能提高的結(jié)果如表6所示表6 加入CeO2為3％時焊條熔敷金屬的力學(xué)性能 實施例3加入CeO2為3.4％。在焊前不要預(yù)熱，不用采用細(xì)焊條、小電流，焊后不用進(jìn)行退火處理的情況下對不加入與加入CeO2的焊條熔敷金屬的力學(xué)性能進(jìn)行試驗，新型焊條性能提高的結(jié)果如表7所示表7 加入CeO2為3.4％時焊條熔敷金屬的力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種含氧化鈰的低合金鋼焊條，其特征是由下述各組分的藥粉材料混合均勻制成堿性藥皮，焊條藥皮各組分及重量比為大理石39-48％，螢石18-26％，鈦鐵10-12％，低碳硅鐵5-8％，中碳錳鐵3-6％，云母4-4.5％，純堿0.5-1％，CeO2-5為2.6-3.4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氧化鈰的低合金鋼焊條，其特征在于，焊條藥皮各組分及重量比為大理石46.3％，螢石24.9％，鈦鐵10.7％，低碳硅鐵7％，中碳錳鐵5.9％，云母4.3％，純堿1％，CeO2-5為3％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含氧化鈰的低合金鋼焊條，屬焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。該焊條藥皮主要組分(重量比)為大理石39－48％，螢石18－26％，鈦鐵10－12％，低碳硅鐵5－8％，中碳錳鐵3－6％，云母4－4.5％，純堿0.5－1％，CeO
文檔編號B23K35/365GK101028676SQ200710020978
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者郭永環(huán), 范希營, 高頂 申請人:徐州師范大學(xué)