一种焊条配方设计与研究

一种焊条配方与研究 研究 采用还原钛铁矿体系。这种体系中加入的原料以还原钛铁矿为主,辅以钛白粉。这种配方中还原钛铁矿仅含55%左右,其余主要是Fe。由于受配方组成份之间的限制,这种配方的量通常只能调在下限30%左右即（还原钛铁矿十钛白粉为50%左右。若还原钛铁矿的还原质量好,不仅氧化性不大,而且还有一定还原性（相当于铁粉的作用）,所以中碳锰铁约10%,碳酸盐约19％左右,其硅酸盐约21%。 1、原料    焊芯：直径在小于4mm的H08A焊芯 还原钛铁矿和钛白粉为主要原料，还原钛铁矿十钛白粉为50%左右，辅料中碳锰铁为10%—15%，碳酸盐为10%—20%，硅酸盐为14%—25%，重轻稀土混合添加0.2%—1%（包括氧化镧、氧化铈和氧化钇） 还原钛铁矿：采用碳热还原法，还原钛铁矿中Ｗ（TiO2）在55%以上，在焊接过程中可降低熔渣面张力，利于焊缝成形，还原钛铁矿中的TiO2在熔池反应过程中与FeO结合形成FeO·TiO2，减小了熔渣中FeO的质量浓度，降低了熔渣的氧化性，可提高焊条抗气孔能力。另外，还原钛铁矿在1150℃焙烧过程中，产生一定数量的铁粉，铁粉在焊条药皮中具有改善焊接工艺性能的作用。 硅酸盐：硅酸盐是钛钙型焊条中主要造渣剂之一焊条药皮中硅酸盐通常选用长石、白泥、云母、海泡石等，应以Al2O3含量低为选用原则 ①长石中一般Ｗ（TiO2）为60%—70%，W（Al2O3）为15%—20%，W（K2O+Na2O）≧12%，当W（长石）>12%以后，焊条端部容易出现局部溶蚀现象，造成飞溅增大，熔渣粘度显著下降，使焊缝成形变坏及脱渣困难,所以长石应控制在12%以下。 ②海泡石中主要成分为SiO2+MgO+nH2O,考虑到降低药皮中Al2O3的含量，故选用海泡石替代部分白泥、长石等，改善药粉的塑性及粘性，提高焊条表皮的光滑致密性。 ③云母在药粉中的主要作用是提高药皮的压涂性能及造渣，有试验中发现：当药皮中云母相对含量提高时，容易增大飞溅。特别是当焊机空载电压较低时，容易出现断弧现象。 碳酸盐：焊条药皮中碳酸盐在钛钙型焊条中既是造气剂，又是碱性造渣剂。碳酸盐的加入，使塑性和韧性有所改善，但用量应控制在15%以下。 稀土混合添加剂：适量氧化镧、氧化铈和氧化钇的混合添加剂具有改善焊缝组织和提高焊缝低温冲击韧性的作用 二、主要原料的制备 钛铁矿的还原：对钛铁矿进行筛分后,加入复合添加剂（分析纯氯化钠（NaCl）和四硼酸钠（Na2B4O7?10H2O））、粘结剂（工业纯硅酸钠（Na2SiO3?9H2O））进行再磨、润磨后,并按照合适的造球工艺参数制备成复合球团,球团经一预氧化后,配加适量的焦炭装填于管式炉中进行还原。还原产物经惰性气体冷却,分离还原球团和残炭、灰份,还原球团经破碎至相应颗粒制得焊条用还原钛铁矿。 1、复合球团的制备钛铁矿经过筛分,选取40目矿进行再磨,粒度磨至小于140目的占60%—80%,配加5%的复合添加剂通过润磨10min后,然后加6—10%水和5%的粘结剂进行造球,取直径为8—10mm球团自然风干。复合球团配料工艺参数：粘结剂用量占钛铁矿的1—5%，复合添加剂用量占钛铁矿的1—5%。 2、复合球团的预氧化焙烧：钛精矿在 850 ℃温度下氧化焙烧 30 min。 3、复合球团干燥固结。将造好的球团在 150 ℃下烘干 2 h。 4、复合球团碳热还原。复合球团的碳热还原在电加热管式炉中进行，设备工作温度为室温～ 1400 ℃。还原时间为240min，采用氮气作为保护气氛，通过接触式热偶自动控温。 5、还原产物的冷却。还原过程结束后需对还原产物进行保护冷却,通过向管式炉中通入惰性气体进行保护 配方设计 焊条编号 还原钛铁矿 钛白粉 氧化镧 大理石 菱苦土 云母 长石 海泡石 中碳锰铁 1       10.5 7 7.5 8.5 13 13 2       10.5 7 7.5 8.5 13 13 3       10.5 7 7.5 8.5 13 13 4       10.5 7 7.5 8.5 13 13 5       10.5 7 7.5 8.5 13 13 6       10.5 7 7.5 8.5 13 13 7       10.5 7 7.5 8.5 13 13 8       10.5 7 7.5 8.5 13 13