CN104476005A - 一种药芯焊条 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种药芯焊条，包括金属壳和填料组合物，所述填料组合物中含有的各组分的重量份为：金属氧化物熔渣形成剂：10-80份，含氟化合物：0.5-10份，金属还原剂：5-70份，所述金属氧化物熔渣形成剂的重量份数大于所述含氟化合物的重量份数，所述含氟化合物提供的氟含量大于等于填料组合物重量的0.5%。焊缝成形好，烟尘小，飞溅小；焊接气孔小、飞溅率低。

Description

一种药芯焊条
技术领域
本申请涉及焊接技术领域，具体是药芯焊条。
背景技术
在电弧焊领域中，焊接工艺的主要类型是使用实芯焊条的气体保护电弧焊或者气体保护药芯焊条电弧焊以及埋弧焊。这些工艺中，由于使用实芯或者金属芯焊条的气体保护电弧焊的焊接工艺具有提高的生产率和通用性，因此，其变得日益普及。这种在生产率和通用性方面的提高来自于气体保护电弧焊中焊条的连续性，具有相当高的生产率。而且，使用这些焊条形成的焊缝熔渣非常少，这样就节省了用于清洁焊缝以及去除熔渣的时间和成本。但在使用实芯或者药芯焊条的气体保护电弧焊中，飞溅大、烟尘严重。
在实芯焊条适当掺杂其他成分，与保护气体相结合，使其具有较好的物理和机械性能。药芯焊条日益成为实芯焊条的替代品，因为其在结构部件的焊接加工中具有更高生产率。药芯焊条是一种组合焊条，其由金属壳包裹的药芯(填料)材料组成。该药芯主要由金属粉末和焊药组分组成，以获得电弧稳定性、焊接润湿性以及焊缝良好的外形等，以便在焊接中获得需要的物理和机械性能。药芯焊条通过下述方法制造：将混合药芯成分装在成型条带内，接着将条带闭合并拉伸至最终的直径。与实芯焊条相比，药芯焊条具有更高的焊缝成形速率，形成更宽、更连续的焊接渗透轮廓。而且，与实芯焊条相比，它们具有改善的电弧行为，产生更少的烟雾和飞溅，并赋予焊接沉积物更好的润湿性。
在电弧焊中使用焊药以控制电弧稳定性，调节焊缝组成，并产生保护气氛免受空气的氧化，通常通过调节焊药的组成来控制电弧稳定性。因此，希望在药芯混合物中具有能够很好地起到等离子电荷载体作用的物质。药芯混合物在焊接过程中更易熔于熔池，且易和其他杂质结合形成熔渣，进一步来的调节焊缝的性能。也可以在药芯混合物中加入其它材料来降低熔渣熔点，提高熔渣的流动性，并作为焊芯药物颗粒的粘结剂。
在焊缝形成过程中，难题之一是形成高质量的焊缝，焊缝形成过程中夹杂气孔现象，这种现象主要是在快速冷却的熔渣体系（金红石基）中观察到，由于熔渣的快速凝固，从熔化的焊缝中所散出的气体被部分留住，这样就在焊缝表面形成了凹陷以及焊缝内部的气孔。
申请号:96244454.5,发明名称为复合结构药芯焊条, 其公开了一种复合结构药芯焊条，采用一种焊接金属管或无缝金属管为焊管，管外涂有药皮，管内填充有粉状或粒状合金药芯，焊条的前端旋压成圆弧状封口，并有引弧尖端，其末端有收头和夹持部分。
申请号:97219676.5，发明名称为药芯焊条, 其解决了焊条用前需烘干、费用高的问题。其特征在于金属材质的焊条外壳中空装有焊条药粉，外壳外接触有导电喷嘴,具有焊接质量好，焊条不用烘干的特点。
鉴于上述焊缝夹杂气孔的问题，需要提供一种能形成高质量、少气孔的焊缝的焊条。
发明内容
本申请要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种具有改进焊缝形成性能、降低焊缝气孔的药芯焊条。
本申请通过以下技术方案实现：
一种药芯焊条，包括金属壳和填料组合物，所述填料组合物中含有的各组分的重量份为：
金属氧化物熔渣形成剂：10-80份，
含氟化合物：0.5-10份，
金属还原剂：5-70份，
所述金属氧化物熔渣形成剂的重量份数大于所述含氟化合物的重量份数，所述含氟化合物提供的氟含量大于等于填料组合物重量的0.5%。
所述金属氧化物熔渣形成剂为Ti02。
所述含氟化合物为AlF3、BaF2、CaF2,、Na3A1F6、 K3AlF6、 Na2SiF6、K2SiF6、MnF3的一种或几种。
所述金属壳含有70%重量的铁。
所述填料组合物占所述药芯焊条总重量的5-60%。
所述金属还原剂包括铁粉和铸铁粉，其中，铁粉为1-10份（重量份），铸铁粉为1-7份（重量份）。
与现有技术相比，本药芯焊条具有以下优点：
1、焊缝成形好，烟尘小，飞溅小；
2、焊接气孔小、飞溅率低；
3、药芯中的含氟化合物可以用于降低熔渣的熔点。较低的熔渣熔点可以使熔渣的熔化状态保持更长的时间，以便使气体有更多的时间从熔化的焊缝中释放并溶解在熔渣中。熔渣中氟可以和释放的氢气反应并形成HF。HF的形成降低了焊接体系中氢分压，进而降低了焊缝中气孔的形成。熔渣中的氟也可以降低焊缝中氢的含量。
具体实施方式
为使本申请的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的药芯焊条克服焊缝气孔等相关问题。药芯焊条的填料组合物含有熔渣形成剂、含氟化合物用来调节在焊接过程中所形成熔渣的性能，以便减少或者消除焊缝中的气孔。填料组合物中可以使用许多类型的含氟化合物。
实施例1
一种药芯焊条，包括金属壳和填料组合物，所述填料组合物中含有的各组分的重量份为：
金属氧化物熔渣形成剂：30份，
含氟化合物：3份，
金属还原剂：20份，
所述金属氧化物熔渣形成剂的重量份数大于所述含氟化合物的重量份数，所述含氟化合物提供的氟含量为填料组合物重量的0.5%。
所述金属氧化物熔渣形成剂为Ti02。
所述含氟化合物为AlF3和BaF2的混合物。
所述金属壳含有70%重量的铁。
所述填料组合物占所述药芯焊条总重量的20%。
所述金属还原剂包括铁粉和铸铁粉，其中，铁粉为2份（重量份），铸铁粉为5份（重量份）。
实施例2
一种药芯焊条，包括金属壳和填料组合物，所述填料组合物中含有的各组分的重量份为：
金属氧化物熔渣形成剂：50份，
含氟化合物：5份，
金属还原剂：40份，
所述金属氧化物熔渣形成剂的重量份数大于所述含氟化合物的重量份数，所述含氟化合物提供的氟含量为填料组合物重量的2.5%。
所述金属氧化物熔渣形成剂为Ti02。
所述含氟化合物为CaF2与Na3A1F6、 K3AlF6、MnF3的混合物。
所述金属壳含有70%重量的铁。
所述填料组合物占所述药芯焊条总重量的30%。
所述金属还原剂包括铁粉和铸铁粉，其中，铁粉为5份（重量份），铸铁粉为5份（重量份）。
以下表中记载了本申请实施例所述药芯焊条在保证焊缝成形的情况下所能使用的工艺参数及熔深数据：
实施例 焊接电流/A 电弧电压/V 熔深/mm 气孔 飞溅率
实施例1 260-280 18-22 4.2 少且小 2.8%
实施例2 265-290 19-25 4.5 少且小 3.8%
在上面的具体实施例中，在填料组合物中加入这些组分以得到焊接金属所需要的金属合金组成，并减少在焊接过程中的焊接金属内和周围的氧。在填料组合物中还可以使用其它或者附加的合金剂和/或还原剂。在填料组合物中可以使用其它或者附加的微合金剂。加入铸铁粉和/或铁粉也为了获得焊接金属中所需要的金属合金组成。含氟化合物可以用于降低熔渣的熔点。较低的熔渣熔点可以使熔渣的熔化状态保持更长的时间，以便使气体有更多的时间从熔化的焊缝中释放并溶解在熔渣中。熔渣中含有氟也促进HF的形成。从焊缝中释放的气体之一是氢气。熔渣中氟可以和释放的氢气反应并形成HF，HF的形成降低了焊接体系中氢分压，进而降低了焊缝中气孔的形成。熔渣中的氟也可以降低焊缝中氢的含量。
在焊接过程中，某种氟化物分解并且向空气中释放氟气。所释放的氟气具有保护的效果，其保护熔化的焊缝免受周围气体的影响。另外，某些氟可以和氢气反应并形成HF，其在融化的焊接金属中是不溶的。某些低熔点含氟化合物覆盖在焊缝上以形成屏障免受周围氢的影响。因此，能够扩散进入焊缝的氢量减少了。熔渣中的氟可以调节熔渣结构，能够提高氢从熔化的焊接金属的溢出。氢从熔化的焊接金属的溢出，降低了氢在焊缝中的量并同时降低气孔的发生。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或” 的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种药芯焊条，其特征在于，包括金属壳和填料组合物，所述填料组合物中含有的各组分的重量份为：
金属氧化物熔渣形成剂：10-80份，
含氟化合物：0.5-10份，
金属还原剂：5-70份，
所述金属氧化物熔渣形成剂的重量份数大于所述含氟化合物的重量份数，所述含氟化合物提供的氟含量大于等于填料组合物重量的0.5%。
2. 如权利要求1所述的药芯焊条，其特征在于，所述金属氧化物熔渣形成剂为Ti02。
3. 如权利要求1所述的药芯焊条，其特征在于，所述含氟化合物为AlF3、BaF2、CaF2,、Na3A1F6、 K3AlF6、 Na2SiF6、K2SiF6、MnF3的一种或几种。
4. 如权利要求1所述的药芯焊条，其特征在于，所述金属壳含有70%重量的铁。
5. 如权利要求1所述的药芯焊条，其特征在于，所述填料组合物占所述药芯焊条总重量的5-60%。
6. 如权利要求1所述的药芯焊条，其特征在于，所述金属还原剂包括铁粉和铸铁粉，其中，铁粉为1-10份（重量份），铸铁粉为1-7份（重量份）。
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