CN104907714B - 一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药及含有该焊药的切割笔 - Google Patents

一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药及含有该焊药的切割笔 Download PDF

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    • B23K35/34—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material comprising compounds which yield metals when heated

Abstract

本发明涉及一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成。本发明的有益效果：本发明提供的一种无需外界能源和设备即可实施切割的切割材料，本发明焊药及切割笔以15mm棒料或5mm以下厚度的金属工件为切割对象，无需外界电源和气源，携带方便、操作简单，适用于野外应急抢修；本发明所述的焊接材料能够适应更为宽泛的环境温度，能够在+40℃～‑55℃的温度范围实施焊接，更加适用于野外应急抢修的环境。本发明的组方及配比是一个整体，该整体中任何组分的改变或者组分含量的改变都会改变本发明的效果。

Description

一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药及含有该焊药的 切割笔
技术领域
本发明涉及应急切割领域，特别涉及一种能够对棒料或厚度5mm以下低碳钢等金属工件实施快速切割的无电切割材料，此种材料以燃烧合成技术为基础，通过焊药的燃烧合成反应实现无电应急切割。
背景技术
设备的螺栓、销、衬套等工件发生焊合、咬死等故障需要维修时，快速拆卸最常用的方法就是切割；另外，在发生火灾、地震、建筑物坍塌等严重灾害时，切割破拆是抢修抢建必要的手段之一。但是，在野外作业时，现有的破拆切割工具存在设备庞大、机动性差、需要电源和气源等问题，使之不能灵活地应用于工程现场，影响了抢修的速度。因此，应用燃烧合成原理，设计一种能够不依靠外界能源与设备就可以实施切割的切割材料具有重要的社会意义和经济效益。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药及含有该焊药的切割笔。
本发明的技术方案是：
一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成。所述高热剂为：CuO、Fe2O3和Al。所述造渣剂为CaO、SiO2、CaF2和Gr2O3。所述合金剂为：硅铁合金和Ni。所述造气剂为KNO3。
一种用于金属工件快速切割的无电切割笔，使用了上述的焊药，具体的制备方法为：将各种组分粉末分别球磨过筛后，于120℃烘干2小时，按配比混合均匀，装入一端装有堵头、外径为φ10mm～φ16mm、壁厚0.2mm的纸管，形成焊药药柱，装药完成后，装上引火药柱和引火线。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种无需外界能源和设备即可实施切割的切割材料，本发明焊药及切割笔以棒料或5mm以下厚度的金属工件为切割对象，无需外界电源和气源，携带方便、操作简单，适用于野外应急抢修；本发明焊药由高热剂、造渣剂、合金剂和造气剂组成：高热剂在发生燃烧合成反应时产生足够的热量，热量使母材熔化，便于形成切口；造渣剂与合金剂共同作用，降低了反应生成的金属和熔渣混合物的熔点，有效增加了熔池深度；造气剂在反应中生成气体，增大了吹力，使熔体流动加剧，最终将其吹除形成理想的切口。本发明的组方及配比是一个整体，该整体中任何组分的改变或者组分含量的改变都会改变本发明的效果。本发明所述的焊接材料能够适应更为宽泛的环境温度，能够在+40℃～-55℃的温度范围实施焊接，更加适用于野外应急抢修的环境。
本发明的制备工艺简单，设备要求低，在装填药粉时，严格控制工艺，制成的切割笔成型好，燃烧速度稳定。在此制备工艺的辅助下，更大的发挥焊药的切割效果。
附图说明
图1是本发明所述切割笔的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，组分及其重量百分比为：
实施例2
一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，组分及其重量百分比为：
实施例3
一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，组分及其重量百分比为：
实施例4
一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，组分及其重量百分比为：
实施例1-4中所示用的各组分为：纯度≥96％CuO(-200目)、纯度≥96％Fe2O3(-200目)、纯度≥96％Al(-250目)、分析纯CaO(-250目)、分析纯SiO2(-150目)、分析纯CaF2(-200目)、分析纯KNO3(-150目)、分析纯Cr2O3(-80目)、纯度≥96％Ni(-250目)、硅铁合金粉(-150目)。
实施例5
一种用于金属工件快速切割的无电切割笔，是由以下方法制备而成：将实施例1-4任一种组方中各种组分粉末分别球磨过筛后，于120℃烘干2小时，按配比混合均匀，装入一端装有堵头1、外径为φ10mm～φ16mm、壁厚0.2mm的纸管(如图1所示)，形成焊药药柱2，装药完成后，装上引火药柱3和引火线4。
装填药粉时，每次装填的药粉量应使其在纸管内的高径比(H/D)应在0.2≤H/D≤0.5之间，成型压应力(P)应在0.566Mpa≤P≤3.113Mpa之间；
以装填药粉时高径比H/D＝0.35，成型压应力P＝2.264Mpa为例，焊条成型后，燃烧速度基本稳定在12.0mm/s左右，便于实施焊接操作。
切割时，将焊接笔取出，用火机引燃后，切割药剂会发生燃烧合成反应，此时观察切口状态送进切割笔，即可达到无电切割的效果。
利用实施例5的方法，将实施例1-4的焊药制作成切割笔，
实施例1的焊药制成的切割笔，在环境温度+40℃下，切割对象为5mm厚低碳钢板和φ15mm的圆钢，被切割工件在10秒内被切断，切口平齐。
实施例2的焊药制成的切割笔，在环境温度+20℃下，切割对象为5mm厚低碳钢板和φ15mm的圆钢。被切割工件在12秒内被切断，切口平齐。
实施例3的焊药制成的切割笔，在环境温度-10℃下，切割对象为5mm厚低碳钢板和φ15mm的圆钢。被切割工件在15秒内被切断，切口平齐。
实施例4的焊药制成的切割笔，在环境温度-55℃下，切割对象为5mm厚低碳钢板和φ15mm的圆钢。被切割工件在20秒内被切断，切口平齐。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，其特征在于：所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成；所述高热剂为：CuO、Fe2O3和Al；所述造渣剂为CaO、SiO2、CaF2和Cr2O3；所述合金剂为：硅铁合金和Ni；所述造气剂为KNO3；具体的是由以下重量百分比的组分混合而成：
氧化铜59.5％，三氧化二铁12％，铝粉10.1％，氧化钙3.6％，二氧化硅4.5％，氟化钙3.3％，硝酸钾2％，三氧化二铬1.5％，硅铁合金粉1.5％和镍粉2％。
2.一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，其特征在于：所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成；所述高热剂为：CuO、Fe2O3和Al；所述造渣剂为CaO、SiO2、CaF2和Cr2O3；所述合金剂为：硅铁合金和Ni；所述造气剂为KNO3；具体的是由以下重量百分比的组分混合而成：
氧化铜58％，三氧化二铁10％，铝粉12.1％，氧化钙4.2％，二氧化硅4％，氟化钙3.5％，硝酸钾2.3％，三氧化二铬2％，硅铁合金粉1.7％，镍粉2.2％。
3.一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，其特征在于：所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成；所述高热剂为：CuO、Fe2O3和Al；所述造渣剂为CaO、SiO2、CaF2和Cr2O3；所述合金剂为：硅铁合金和Ni；所述造气剂为KNO3；具体的是由以下重量百分比的组分混合而成：
氧化铜60％，三氧化二铁11.5％，铝粉11.4％，氧化钙3.2％，二氧化硅4.5％，氟化钙2.5％，硝酸钾1.5％，三氧化二铬1.5％，硅铁合金粉1.8％和镍粉2.1％。
4.一种用于金属工件快速切割的无电切割焊药，其特征在于：所述焊药由粉末状的高热剂70％～86％、造渣剂9％～16％、合金剂3.5％～11.5％和造气剂1.5％～7.5％混合而成；所述高热剂为：CuO、Fe2O3和Al；所述造渣剂为CaO、SiO2、CaF2和Cr2O3；所述合金剂为：硅铁合金和Ni；所述造气剂为KNO3；具体的是由以下重量百分比的组分混合而成：
氧化铜61％，三氧化二铁12.5％，铝粉10.5％，氧化钙3％，二氧化硅3.5％，氟化钙2.5％，硝酸钾1.6％，三氧化二铬1.3％，硅铁合金粉2％，镍粉2.1％。
5.一种用于金属工件快速切割的无电切割笔，其特征在于：使用了权利要求1-4任一项所述的焊药，具体的制备方法为：将各种组分粉末分别球磨过筛后，于120℃烘干2小时，按配比混合均匀，装入一端装有堵头(1)、外径为 壁厚0.2mm的纸管，形成焊药药柱(2)，装药完成后，装上引火药柱(3)和引火线(4)；装填药粉时，每次装填的药粉量应使其在纸管内的高径比H/D应在0.2≤H/D≤0.5之间，成型压应力P应在0.566Mpa≤P≤3.113Mpa之间。
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