CN104923962A - 合金焊条及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金焊条及其制造方法，该焊条包括金属芯和药皮，其中金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，药皮涂覆于工作部的外表面，工作部的材质为铁基合金，夹持部的材质为铝基合金，药皮包含以下重量份数的组分 CaCO3：18，CaF2：43，NaF：2，Mn：3~4，Si-Fe：3~4，Cr：0.8，Mo：1.1，Mg:4.5，Ni：11，药皮重量占焊条总重量的40-50%。该方法是将工作部与夹持部摩擦焊接后涂覆药皮。本发明通过采用不同材质避免了焊接结束后在焊缝上残留焊条头。对药皮成分的改良在不影响保护能力的前提下进一步改善了焊条整体的导电能力，便于引弧，而且可以使夹持部与工作部的分离更加彻底。

Description

合金焊条及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于电弧焊的焊条，具体涉及一种合金焊条及其制造方法。
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。之前就出现过将焊条头遗留在岸桥的吊具内的质量事故，由于在焊条工作部燃尽时刚好完成了某条隐蔽的焊缝，焊工直接松开焊钳使焊条头遗留并固化在了焊缝的末端，由于是在使用一个月后，客户在例行检修中才发现残留的焊条头，焊条头存在脱落卡入机械装置中的风险，制造方为此赔偿了巨额的重新监测和维修的费用，可见在特定的应用条件下，目前的焊条存在一定风险。
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合金焊条，同时提出该合金焊条的制造方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的合金焊条，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，所述工作部的材质为铁基合金，所述夹持部的材质为钛三铝基合金，所述药皮包含以下重量份数的组分CaCO3：18，CaF2：43，NaF：2，Mn：3～4，Si-Fe：3～4，Cr：0.8，Mo：1.1，Mg:4.5，Ni：11，药皮重量占焊条总重量的40-50％。
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，所述铁基合金为高铬铸铁。
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杆。
本发明同时提出上述合金焊条的制造方法，包括以下步骤：
1)截取指定长度的工作部合金杆；
2)截取指定长度的夹持部合金杆；
3)使工作部合金杆和夹持部合金杆的轴心处于同一直线，端面相对，采用摩擦焊的方式焊接；
4)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；其中药皮的成分如上所述；
5)在药皮与夹持部的界面上环状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。
对药皮成分的改良在不影响保护能力的前提下进一步改善了焊条整体的导电能力，便于引弧，而且可以使夹持部与工作部的分离更加彻底。
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1：一种合金焊条，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，药皮涂覆于工作部的外表面，工作部的材质为铁基合金，夹持部的材质为钛三铝基合金，药皮包含以下重量份数的组分CaCO3：18，CaF2：43，NaF：2，Mn：3，Si-Fe：3，Cr：0.8，Mo：1.1，Mg:4.5，Ni：11，药皮重量占焊条总重量的40％。铁基合金为高铬铸铁。药皮也涂覆于夹持部与工作部的连接处。
上述合金焊条的制造方法，包括以下步骤：
1)截取指定长度的工作部合金杆；
2)截取指定长度的夹持部合金杆；
3)使工作部合金杆和夹持部合金杆的轴心处于同一直线，端面相对，采用摩擦焊的方式焊接；
4)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；其中药皮的成分如上所述；
5)在药皮与夹持部的界面上环状涂覆湿度显色指示剂。该显色指示剂采用现有技术中氯化钙等吸水变色材料。
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，铝基合金在高温下快速氧化，与融化的铁基合金焊芯分离，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2：一种合金焊条，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，药皮涂覆于工作部的外表面，工作部的材质为铁基合金，夹持部的材质为钛三铝基合金，药皮包含以下重量份数的组分CaCO3：18，CaF2：43，NaF：2，Mn：4，Si-Fe：4，Cr：0.8，Mo：1.1，Mg:4.5，Ni：11，药皮重量占焊条总重量的50％。铁基合金为高铬铸铁。药皮也涂覆于夹持部与工作部的连接处。
上述合金焊条的制造方法，包括以下步骤：
1)截取指定长度的工作部合金杆；
2)截取指定长度的夹持部合金杆；
3)使工作部合金杆和夹持部合金杆的轴心处于同一直线，端面相对，采用摩擦焊的方式焊接；
4)将焊芯的顶端制成锥形，切削角度为20°～50°。
5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；其中药皮的成分如上所述；
6)在药皮与夹持部的界面上环状涂覆湿度显色指示剂。该显色指示剂采用现有技术中氯化钙等吸水变色材料。
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)

1.一种合金焊条，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，其特征在于：所述工作部的材质为铁基合金，所述夹持部的材质为钛三铝基合金，所述药皮包含以下重量份数的组分CaCO3：18，CaF2：43，NaF：2，Mn：3～4，Si-Fe：3～4，Cr：0.8，Mo：1.1，Mg:4.5，Ni：11，药皮重量占焊条总重量的40-50％。
2.根据权利要求1所述的合金焊条，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。
3.根据权利要求1所述的合金焊条，其特征在于：所述铁基合金为高铬铸铁。
4.根据权利要求1所述的合金焊条，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。
5.根据权利要求1所述的一种合金焊条的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)截取指定长度的工作部合金杆；
2)截取指定长度的夹持部合金杆；
3)使工作部合金杆和夹持部合金杆的轴心处于同一直线，端面相对，采用摩擦焊的方式焊接；
4)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；其中药皮的成分如权利要求1所述；
5)在药皮与夹持部的界面上环状涂覆湿度显色指示剂。
6.根据权利要求5所述的一种合金焊条的制造方法，其特征在于：步骤(4)中，浸泡时间为15～30分钟，然后干燥至药皮不脱落为止。
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