CN101934442A - 一种节能环保的焊条 - Google Patents

Abstract

一种节能环保的焊条，属于焊接材料领域，包括药皮和焊芯，其特征在于：药皮由下列成分的物质组成(按重量％)：金红石35～50％，中碳锰铁7～12％，白泥4～14％，长石6～12％，云母5～10％，白云石7～13％，钛铁矿7～9％，石英1～3％，海泡石2～4％和凹凸棒粉9～14％。从原料选用上，本发明采用金红石代替钛白粉、还原钛，能耗低，污染少，使用海泡石代替木粉、纤维素等有机物，使用中几乎不产生烟尘，对环境友好，不损害操作人员健康。本发明是金红石型药皮的碳钢焊条，具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定，焊缝美观，飞溅小，烟尘少，交直流两用，可进行全位置焊接。

Description

一种节能环保的焊条

技术领域

一种节能环保的焊条，属于焊接材料领域，具体涉及一种节能环保的高强度焊条，适用于中低合金钢、碳钢等。

背景技术

随着工业技术的发展，优质钢材在矿山机械、电力机械、冶金机械、建筑施工机械等领域得以普及推广。在上述领域内的焊接过程中，现有的J422电焊条，作为我国焊条行业各厂家的主导产品，虽能满足工作需要，但仍存在着诸多不足和缺陷。其原因在于：J422是钛钙型药皮的电焊条，其药皮涂料主要由二氧化钛(通常以钛白粉和还原钛等形式表示)、硅酸盐和碳酸盐等组成。除主要成分外，还含有木粉、纤维素等有机辅助成分。在J422型焊条的使用过程中，因药皮中的有机物太多，产生大量烟尘，易造成环境污染现象，对工人的身体造成伤害。同时，钛白粉、还原钛均是用钛铁矿作原料经过焙烧、煅烧提炼而成的，在此过程中需消耗大量的能源，因其价格高昂，易造成浪费，影响企业生产效益和经济效益。

为了克服现有焊条在使用中容易造成污染等缺陷，中国专利《一种新型焊接材料》(专利申请号200610013989.5)公开了一种使用海泡石代替钛白粉的方案，发明人认为，海泡石具有颗粒细、质量轻等特点，与传统的钛白粉、白泥相比，手感滑性和钛白粉相同，比白泥好；流动性比钛白粉、白泥都好；吸水后有较强的粘结性和塑性。海泡石可以大大提高涂料的粘塑性、改善压涂性能，有利于压制成型、提高药皮强度、改善外观质量。然而在公开的方案中仍旧使用了木粉、纤维素等有机物，不能有效解决由于有机物太多，产生大量烟尘，造成环境污染的现象，同时也没有体现出海泡石替代有机物提高药皮涂料的压涂性的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种生产耗能少，焊接不易产生飞溅，烟尘小，环境友好的节能环保的焊条。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该节能环保的焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于：药皮由下列成分的物质组成(按重量％)：

金红石35～50％，中碳锰铁7～12％，白泥4～14％，长石6～12％，云母5～10％，白云石7～13％，钛铁矿7～9％，石英1～3％，海泡石2～4％和凹凸棒粉9～14％

所述药皮的优选成分组成(重量％)为：

金红石40～50％，中碳锰铁7～10％，白泥4～10％，长石6～10％，云母5～8％，白云石7～10％，钛铁矿8～9％，石英1～2％，海泡石2～4％和凹凸棒粉10～12％。

所述药皮的最佳成分组成(重量％)为：

金红石48％，中碳锰铁7％，白泥4％，长石6％，云母5％，白云石7％，钛铁矿8％，石英1％，海泡石4％及凹凸棒粉10％。

焊芯材料选用H08A低碳钢。

药皮的加工按常规生产方法进行。即先将块状类(矿物、铁合金等)材料进行粉碎球磨，制成具有一定颗粒度的粉末，并将材料中碳锰铁合金粉料进行钝化处理，然后将各种成分按重量百分比分别称取，混合均匀，缓慢倒入水玻璃，湿拌均匀，即成焊条药皮涂料。采用无极变速电焊条螺旋涂粉机对焊芯进行压涂，该设备具有机械性能稳定可靠、自动化程度高、压力大、压涂性能好等特点，压出的焊条表面光洁，涂层均匀密实，最后将压涂好的湿焊条进行干燥或烘焙，即可分装出厂。

焊条主要原料为金红石、中碳锰铁、白泥、长石和各种辅料。主要特点在于：1、以金红石代替钛白粉、还原钛，金红石能够细化熔滴，净化焊缝，减少飞溅，使焊缝成形美观漂亮，钛白粉、还原钛均是用钛铁矿作原料经过高温焙烧、煅烧提炼加工而成的，加工需浪费大量能源，无论是从环保的角度，还是从产品的毒性、价格的高昂等方面和金红石都没有可比性。金红石的大量使用，增加了熔渣的膨胀系数，改善了焊条的脱渣性能，同时增加了电弧的导电性能，焊接时电弧更稳定。2、用海泡石代替木粉和纤维素，木粉和纤维素是有机物，焊接时会产生大量烟尘，而海泡石是一种开采的矿产品，属坡缕石-海泡石粘土矿物族，经过水洗过筛加工而成，实际使用的海泡石主要化学成分为MgO≥20％，SiO≥56％，含少量的Al₂O₃、FeO等，含S、P均≤0.030％，是优良的造渣剂和粘塑剂，且价格相对低廉，焊接时几乎不产生烟尘。

此外，中碳锰铁的主要作用的脱氧脱硫，保证焊缝的机械性能，加入量过多，将导致脱氧过足，焊缝容易产生气孔，因此用量控制在7～12％之间。白泥是良好的粘塑剂。长石是良好的造渣剂和稳弧剂。云母的主要作用是改善药皮的塑性，防止烘干时药皮发生开裂现象，加入过量，将导致药皮表面粗糙，影响外观质量，并在使用中飞溅性增大，因此用量控制在5～10％之间。白云石里含有50％左右CaCO₃和40％左右MgCO₃，既可做造渣剂、造气剂，又可做脱硫剂，由于MgCO₃的分解温度比CaCO₃的分解温度要高一些，因此用白云石代替大理石，在焊接熔池的低温区和高温区都能形成保护，保护效果更好。CaCO₃分解温度在530℃左右；MgCO₃分解温度在640℃左右，并且MgCO₃分解形成的氧化物MgO能够增加熔渣的表面张力，提高熔渣的透气性，有利于熔池里面的气体逸出，能够有效地防止焊缝出现气孔。凹凸棒石是一种晶质含水镁铝硅酸盐矿物，层链状结构，呈致密土状、土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝状或参差状，吸水性强，具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质、较高的吸附脱色能力和一定的可塑性及粘结力。

与现有技术相比，本发明的节能环保焊条所具有的有益效果是：

1.本发明中采用的原料金红石取自于自然或人工合成，无须以钛铁矿作原料焙烧、煅烧提炼，生产过程耗能少，且产品的毒副作用小。

2.使用海泡石替代木粉、纤维素等有机物，焊接时几乎不产生烟尘，对环境友好，不损害操作人员健康。

3.该产品是金红石型药皮的碳钢焊条，具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定，焊缝美观，飞溅小，烟尘少，交直流两用。

具体实施方式

实施例1

制备药皮干料10kg，分别称取金红石4.8kg，中碳锰铁0.7kg，白泥0.4kg，长石0.6kg，云母0.5kg，白云石0.7kg，钛铁矿0.8kg，石英0.1kg及海泡石0.4kg，凹凸棒粉1.0kg。

焊芯材料选用H08A低碳钢。

将称量好的材料进行粉碎球磨，过100目筛，制成具有一定颗粒度的粉末，并将材料中碳锰铁合金粉料进行钝化处理。然后将各种成分混合均匀，徐徐倒入水玻璃进行湿拌均匀，即成焊条药皮涂料。再用焊条压涂机对准备好的焊芯进行压涂，将压涂好的湿焊条在100～200℃内干燥并保温一小时，即可分装出厂。

目测所得焊条表面光滑，无毛刺，外观质量好。

实施例2～7

焊接后，测定本QILU422金红石型药皮的碳钢焊条熔敷金属成分与普通J422碳钢焊条熔敷金属杂质成分相比，各杂质成分基本均小于普通J422碳钢焊条，对比数据如表1所示：

表1QILU422金红石型碳钢焊条与普通J422碳钢焊条熔敷金属成分对比

将本QILU422金红石型药皮的碳钢焊条与普通J422焊条、国标焊条在屈服强度、抗拉强度上进行对比发现，本QILU422金红石型药皮碳钢焊条的屈服强度、抗拉强度都有大的提高、焊接工艺性能更加优良，对比结果如表2所示：

表2QILU422焊条与普通J422焊条、国标焊条在屈服强度、抗拉强度上的对比：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种节能环保的焊条，包括药皮和焊芯，其特征在于：药皮由下列成分的物质组成(按重量％)：

金红石35～50％，中碳锰铁7～12％，白泥4～14％，长石6～12％，云母5～10％，白云石7～13％，钛铁矿7～9％，石英1～3％，海泡石2～4％和凹凸棒粉9～14％。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保的焊条，其特征在于：所述药皮的优选成分组成(重量％)为：

金红石40～50％，中碳锰铁7～10％，白泥4～10％，长石6～10％，云母5～8％，白云石7～10％，钛铁矿8～9％，石英1～2％，海泡石2～4％和凹凸棒粉10～12％。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保的焊条，其特征在于：所述药皮的最佳成分组成(重量％)为：

金红石48％，中碳锰铁7％，白泥4％，长石6％，云母5％，白云石7％，钛铁矿8％，石英1％，海泡石4％及凹凸棒粉10％。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保的焊条，其特征在于：焊芯材料选用H08A低碳钢。