CN104889602A - 铁铝焊条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁铝焊条及其制造方法，该铁铝焊条包括金属芯和药皮，所述金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述工作部为铁合金丝，所述夹持部为铝合金丝，所述铝合金丝包含0.3-1.5wt％的铁，0.001-0.02wt％的硼，0.01-1wt％的混合稀土元素，其余为铝及不可避免的杂质。该方法是将工作部与夹持部摩擦焊接后涂覆药皮。本发明夹持部采用了的特定组分的铝合金，一方面在于前部铁合金丝摩擦焊接后具有足够的机械强度，不会在使用中断裂，同时在焊接融化过程中到达其结合界面时与药皮共同作用后具备良好的分离性能。本发明通过采用不同材质避免焊条头在焊缝上的粘结。

Description

铁铝焊条及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于电弧焊的焊条，具体涉及一种铁铝焊条及其制造方法。

背景技术

焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，属于气-渣联合保护的熔化极电弧焊，它的原理是利用电弧放电所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而在工件之间获得牢固的结合界面。具有灵活性好，操作方便，对于焊前装配要求低，设备简单等优点。所以目前在钢结构制造中虽然已经大规模应用气体保护焊机和焊接机器人等自动化的焊接设备，但在一些复杂的焊缝中仍然需要采用传统的焊条电弧焊进行人工焊接。

手工电弧焊通常采用的工具是焊钳，其钳口用于夹持焊条的尾端。相应地焊条尾部有一段裸焊芯，约占焊条总长的1/16，用于焊钳夹持并有利于导电。使用时，涂覆于焊芯外表面的药皮在焊接过程中分解熔化后形成气体和熔渣，起到机械保护、冶金处理、改善工艺性能的作用。而焊条尾部供夹持的裸露部分由于缺乏药皮的保护，同时也夹持与钳口内，是无法得到利用的，通常在焊条烧到接近尾部时将其丢弃并更换新焊条。为了便于大批量制造，现有的焊条焊芯大多采用拉丝工艺形成一定直径的均质的金属丝，切断成指定长度后在外部涂覆药皮并在其尾端保留一端裸露部分。

在起重器、海洋钻井平台和船舶等复杂的大型钢结构如中，有些焊缝的特殊位置导致其焊接和检验都存在很大难度。如果焊条工作部燃尽时刚好完成了某条隐蔽的焊缝，焊工可能会直接松开焊钳使焊条头遗留并固化在焊缝的末端，此时焊条头存在脱落卡入机械装置中的风险。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种在焊接结束时不易残留焊条头的铁铝焊条，同时提出该铁铝焊条的制造方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的铁铝焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述夹持部为铝合金丝，所述铝合金丝包含0.3-1.5wt％的铁，0.001-0.02wt％的硼，0.01-1wt％的混合稀土元素，其余为铝及不可避免的杂质。

作为优选，所述药皮也涂覆于所述夹持部与所述工作部的连接处。

作为优选，所述夹持部外侧的药皮上涂覆有湿度显色指示剂。

作为优选，所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°～80°。

作为优选，所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，具体地，是将工作部和夹持部分别夹持于相对旋转的两端，确保其同轴后端面相互压紧并进行相对旋转，在接触面生成的摩擦热与分子迁移使两者快速结合，在旋转停止后形成一体的金属丝。

本发明同时提出上述铁铝焊条的制造方法，包括以下步骤：

1)截取指定长度的铁合金丝作为工作部；

2)截取指定长度的铝合金丝作为夹持部；

3)采用摩擦焊的方式将工作部和夹持部焊接成一体；

4)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的顶角为40°～80°；

5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；

6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。

有益效果：本发明利用焊条工作部与夹持部的接触界面设计，利用不同金属与药皮的特性，在焊条即将用尽时实现焊条头的自动脱离，彻底避免了焊条头的残留，特别适用于复杂结构的手工电弧焊。夹持段采用铝合金丝的结构也使焊钳夹持的接触界面上具有更好的导电性。

夹持部采用了的特定组分的铝合金，一方面在于前部铁合金丝摩擦焊接后具有足够的机械强度，不会在使用中断裂，同时在焊接融化过程中到达其结合界面时与药皮共同作用后具备良好的分离性能。

而进一步增加湿度显色剂的措施，在使用前可以直接查看焊条的保存合格程度，若湿度超标则将其入烘干箱进行烘干，直至显色正常，避免了因焊条保存不当造成的焊接不良。

具体实施方式

实施例1：一种铁铝焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述夹持部为铝合金丝；

上述铁铝焊条只需在现有制造工艺基础上进行部分改进即可，焊芯和药皮的组分保持不变，只是焊钳夹持的部分的材质改为铝合金丝，其包含1.2wt％的铁，0.01wt％的硼，0.08wt％的混合稀土元素，余量为铝及不可避免的杂质。本发明中的百分数均为重量百分数。

制造时将焊芯切割的长度调整为原长度减去夹持部的长度，并将焊芯的顶端制成锥形，切削角度为40°～80°。将工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，将工作部和夹持部夹持于旋转装置如车床上，确保其同轴后端面相互压紧，进行相对旋转和摩擦，在接触面生成的摩擦热与分子迁移形成牢固的结合，在旋转停止后成为一体的金属杆。药皮涂覆时覆盖原有焊芯和一小段夹持部，并夹持部外侧的药皮上涂覆有湿度显色指示剂，该显色剂采用现有技术中成熟的硅胶、氯化钙等吸水变色材料。制造完成后按照GB/T25774进行检验，确保各项性能指标满足标准的要求。

使用时，采用常规的焊接方式，当焊条即将燃尽至两种合金的接触界面时，铝合金丝在高温下快速氧化，与融化的焊芯分离，并被药皮形成的气体与焊渣隔离，达到了自动分离的效果，此时即便刚好到达焊缝的末端灭弧，焊条头也可以自动脱落，焊工不再需要用力将焊条头从焊缝处拔离，彻底避免了焊条头残留的问题。

实施例2：一种铁铝焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述夹持部为铝合金丝；

上述铁铝焊条只需在现有制造工艺基础上进行部分改进即可，焊芯和药皮的组分保持不变，只是焊钳夹持的部分的材质改为铝合金丝，其包含0.3wt％的铁，0.001wt％的硼，0.01wt％的混合稀土元素，余量为铝及不可避免的杂质。

实施例3：一种铁铝焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述夹持部为铝合金丝；

上述铁铝焊条只需在现有制造工艺基础上进行部分改进即可，焊芯和药皮的组分保持不变，只是焊钳夹持的部分的材质改为铝合金丝，其包含1.5wt％的铁，0.02wt％的硼，1wt％的混合稀土元素，余量为铝及不可避免的杂质。

以上述依据本发明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发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明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)

1.一种铁铝焊条，包括金属芯和药皮，其特征在于：所述金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述工作部为铁合金丝，所述夹持部为铝合金丝，所述铝合金丝包含0.3-1.5wt％的铁，0.001-0.02wt％的硼，0.01-1wt％的混合稀土元素，其余为铝及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的铁铝焊条，其特征在于：所述药皮涂覆于所述夹持部与所述工作部的连接处。

3.根据权利要求1所述的铁铝焊条，其特征在于：所述夹持部外侧的药皮上涂覆有湿度显色指示剂。

4.根据权利要求1所述的铁铝焊条，其特征在于：所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°～80°。

5.根据权利要求1所述的铁铝焊条，其特征在于：所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接。

6.权利要求1所述的一种铁铝焊条的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)截取指定长度的铁合金丝作为工作部；

2)截取指定长度的铝合金丝作为夹持部；

3)采用摩擦焊的方式将工作部和夹持部焊接成一体；

4)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的顶角为40°～80°；

5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；

6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。