CN107890975A - 适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层及其喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层，所述涂层包括以下重量份数的组分：环氧粉末65‑75份，固化剂15‑20份，稀土氧化物10‑15份，萤石粉10‑15份，所述固化剂采用T‑31固化剂和二乙烯三胺的混合物，本发明的涂层不仅能从根本上解决焊条的吸潮问题，同时还能对水下湿法焊接过程具有促进效果。

Description

适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层及其喷涂方法
技术领域
本发明属于水下湿法焊接技术领域，特别涉及一种适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层及其喷涂方法。
背景技术
焊条在存储和运输过程中，必须进行防水防潮处理，在使用之前需烘干才能使用。药皮中的水分对于焊条的使用性能和焊接后的焊缝质量有至关重要的影响。焊条如果保存不当，吸收环境中的水分受潮之后，焊芯就容易发生腐蚀，焊条表面的药皮容易产生“白花”，也就是返碱，甚至会造成使焊条药皮的粘连、脱落，严重影响焊条的使用性能。而药皮中的水分，在焊接过程中会成为氢的主要来源，焊缝含氢量过高时，往往容易形成氢脆、白点、气孔等缺陷，使焊接接头容易产生冷裂纹，影响焊缝质量，对结构的安全性威胁极大。用于水下湿法焊接的焊条更容易因为药皮中的水分含量高而造成焊接时电弧不稳、飞溅大，焊缝中扩散氢含量高导致气孔、裂纹等缺陷。因此有效降低焊条药皮中的水分，是保证焊条使用性能和焊接质量的重要因素。
国内对于陆地防水防潮焊条的研究，一般采用在焊条表面涂石蜡或者其他防水涂料进行防护，让焊条与环境中的水分隔离，从而减少烘干成本。这种防水防潮的方法对于水下湿法焊接焊条作用微小，且不能保证对水下焊接过程是否有影响。本发明专门设计一种防水防潮的焊条防护涂层配方，从根本上解决焊条的吸潮问题，同时对水下湿法焊接过程具有优异的促进效果。
相关资料显示对于此类防护涂层的喷涂方法尚无文献记载，本发明将静电喷涂方法应用于此涂层的喷涂，能快速均匀地对焊条表面进行喷涂，保证得到厚度均匀、表面平整度和光洁度良好的防护涂层。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层及其喷涂方法，在焊条药皮表面使用粉末静电喷涂方法喷涂防护涂层，不仅能从根本上解决焊条的吸潮问题，同时还能对水下湿法焊接过程具有促进效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层，所述焊条外层包覆药皮，药皮外采用静电喷涂方法喷涂一层防护涂层，所述涂层包括以下重量份数的组分：环氧粉末65-75份，固化剂15-20份，稀土氧化物10-15份，萤石粉10-15份，所述固化剂采用T-31固化剂和二乙烯三胺的混合物。
进一步的，所述环氧粉末的粒径为70～120 μm。
上述的适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
（1）涂层材料的准备：将以下重量份数的涂层粉末组份混合均匀：环氧粉末65-75份，固化剂15-20份，稀土氧化物10-15份，萤石粉10-15份，其中，固化剂采用T-31固化剂和二乙烯三胺的混合物，环氧粉末的粒径为70～120 μm；
（2）焊条的预处理：先要把焊条烘干，烘干温度220℃，烘干两小时，利用烘干时温度产生的热量可以吸附大量环氧粉末，即使焊条表面有高低不平或缩孔缺陷，也容易被粉末填满和掩盖，能够保证涂层厚度、针孔度乃至表面平整度和光洁度都处于良好状态，保证涂装质量的合格率；
（3）静电喷涂：将步骤（1）混合均匀后的混粉装入静电喷涂设备，对步骤（2）预处理好的焊条进行静电喷涂：静电喷涂设备采取多根焊条平行输送的方式，由机械手夹住焊条未包敷药皮的一端，利用驱动装置将焊条输送入静电喷室，焊条的上下方都布有静电喷枪，多支喷枪喷出的粉雾在焊条通过的喷室区域形成粉末云雾状空间，焊条穿过该区域时快速吸附环氧粉末熔化成连续的涂膜，环氧粉末是热固性材料，熔融状态下的环氧粉末与固化剂交联成膜，并在短时间内固化，从而形成了厚度均匀、成膜速度快的环氧树脂膜，高温成膜时间为3 -5秒；
（4）冷却成膜：室温下冷却成膜。
进一步的，步骤（3）静电喷涂的静电电压选择65-75 kV，喷涂距离为150～190 mm。
实验表明粉末的粒径过小，喷涂时不易喷涂到焊条表面，容易弥漫在空气中，造成粉尘污染；粉末的粒径过大，喷涂时容易因为颗粒自身的重力作用掉进粉尘回收系统，也难以精准的喷涂到焊条表面，因此，本发明限定环氧粉末的粒径在70～120 μm范围内。
与现有技术相比，本发明优点在于：
（1）在焊条药皮外包覆一层防水防潮的防护涂层，该防护涂层的配方中添加了环氧粉末、固化剂、稀土氧化物、萤石粉，从根本上解决焊条的吸潮问题，同时涂层中的稀土氧化物、萤石粉对水下湿法焊接过程具有优异的促进效果：
环氧粉末是热固性材料，熔融状态下的环氧粉末与固化剂交联成膜，并在短时间内固化，从而形成了厚度均匀、成膜速度快的环氧树脂膜，有效隔离水、电解质和氧；
稀土氧化物在焊接冶金反应的高温阶段可以分解出稀土活性原子并过渡到熔池中，对焊接熔池起到进一步脱硫去氧的作用，同时还有降低焊缝中扩散氢含量的效果；
萤石粉是低氢型焊条药皮中常用的一种造渣成分，在焊接热源的作用下熔化，形成具有一定物理、化学性能的熔渣，保护熔滴金属和熔池，改善焊缝的成形性能；同时，萤石还有脱氢的作用，萤石中的CaF2可以与H发生反应产生HF，这种气体比较稳定，高温时不易分解，可以随焊接烟尘挥发，从而降低了焊接熔池中的含氢量。
（2）涂层的喷涂采用静电喷涂方法，可以快速获得厚度均匀的环氧树脂膜，有效隔离水、电解质和氧，这与传统的手工喷涂涂料或者手工涂蜡的方法相比，不仅高效节能而且表面平整度和光洁度良好，成膜的性状更均匀，防水防潮效果更明显，目前，尚无文献记载本发明的防护涂层的静电喷涂方法。
附图说明
图1为本发明的静电喷涂示意图。
图中，1.喷室；2.喷枪；3.待喷涂的焊条。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
焊条外层包覆药皮，焊条的一端未包覆药皮，药皮外采用静电喷涂方法喷涂一层防水涂层，包括以下步骤：
（1）涂层材料的准备：涂层按照以下重量份数进行配比：环氧粉末65份，固化剂15份，稀土氧化物10份，萤石粉10份，其中，环氧粉末的粒径为80 μm，固化剂采用T-31固化剂和二乙烯三胺的混合物，混粉均匀；
（2）焊条的预处理：先要把焊条烘干，烘干温度220℃，烘干两小时，利用烘干时温度产生的热量可以吸附大量环氧粉末和其他涂层粉末，即使焊条表面有高低不平或缩孔缺陷，也容易被粉末填满和掩盖，能够保证涂层厚度、针孔度乃至表面平整度和光洁度都处在一个正常的要求状态，保证涂装质量的合格率；
（3）静电喷涂：将步骤（1）混合均匀后的混粉装入静电喷涂设备，对步骤（2）预处理好的焊条进行静电喷涂，静电喷涂的静电电压选择65 kV，喷涂距离为150 mm；如图1所示，静电喷涂设备采取多根焊条平行输送的方式，由机械手夹住待喷涂的焊条3未包敷药皮的一端，利用驱动装置将焊条输送入静电喷室1，焊条3的上下方都布有静电喷枪2，多支喷枪喷出的粉雾在焊条通过的喷室区域形成粉末云雾状空间，焊条3穿过该区域时快速吸附环氧粉末熔化成连续的涂膜，环氧粉末是热固性材料，熔融状态下的环氧粉末与固化剂交联成膜，并在短时间内固化，从而形成了厚度均匀、成膜速度快的环氧树脂膜，高温成膜时间为3 -5秒；
（4）冷却成膜：室温下冷却成膜，冷却后便能够形成十分牢固地粘着在焊条表面的连续涂层，熔结环氧粉末涂层具有很强的附着力，可以有效隔离水、电解质和氧。
肉眼观察涂层表面平整、色泽均匀、无气泡；利用测厚仪检测焊条上三个不同的位置的涂层厚度，在每个位置绕圆周方向测量均匀分布的4点的涂层厚度，这三个位置的涂层厚度分别为0.20mm、0.18mm、0.21mm，符合涂层的设计要求。
实施例2
本实施例的涂层的组分按照以下重量份数进行配比：环氧粉末70份，固化剂16份，稀土氧化物12份，萤石粉12份，环氧粉末的粒径为70 μm，其余步骤与实施例1相同，此处不再赘述，其中，静电电压70 kV，喷涂距离160 mm。
冷却成膜后，肉眼观察涂层表面平整、色泽均匀、无气泡。利用测厚仪检测焊条上三个不同的位置的涂层厚度，在每个位置绕圆周方向测量均匀分布的4点的涂层厚度，这三个位置的涂层厚度分别为0.17mm、0.18mm、0.21mm，符合涂层的设计要求。
实施例3
本实施例的涂层的组分按照以下重量份数进行配比：环氧粉末75份，固化剂20份，稀土氧化物15份，萤石粉15份，环氧粉末的粒径为120 μm，其余步骤与实施例1相同，此处不再赘述，其中，静电电压75 kV，喷涂距离190 mm。
冷却成膜后，肉眼观察涂层表面平整、色泽均匀、无气泡。利用测厚仪检测焊条上三个不同的位置的涂层厚度，在每个位置绕圆周方向测量均匀分布的4点的涂层厚度，这三个位置的涂层厚度分别为0.18mm、0.21mm、0.21mm，符合涂层的设计要求。
综上所述，本发明在焊条药皮表面使用粉末静电喷涂方法喷涂防护涂层，静电喷涂能快速均匀地对焊条表面进行喷涂，保证得到厚度均匀、表面平整度和光洁度良好的防护涂层，本发明的涂层不仅能从根本上解决焊条的吸水吸潮问题，同时还能对水下湿法焊接过程具有促进效果。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层，所述焊条外层包覆药皮，其特征在于：药皮外采用静电喷涂方法喷涂一层防护涂层，所述涂层包括以下重量份数的组分：环氧粉末65-75份，固化剂15-20份，稀土氧化物10-15份，萤石粉10-15份，所述固化剂采用T-31固化剂和二乙烯三胺的混合物。
2.根据权利要求1所述的适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层，其特征在于：所述环氧粉末的粒径为70～120 μm。
3.适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层的喷涂方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）涂层材料的准备：将以下重量份数的涂层粉末组份混合均匀：环氧粉末65-75份，固化剂15-20份，稀土氧化物10-15份，萤石粉10-15份，其中，固化剂采用T-31固化剂和二乙烯三胺的混合物，环氧粉末的粒径为70～120 μm；
（2）焊条的预处理：先要把焊条烘干，烘干温度220℃，烘干两小时，利用烘干时温度产生的热量在静电喷涂时可以吸附大量环氧粉末；
（3）静电喷涂：将步骤（1）混合均匀后的混粉装入静电喷涂设备，对步骤（2）预处理好的焊条进行静电喷涂：静电喷涂设备采取多根焊条平行输送的方式，由机械手夹住焊条未包敷药皮的一端，利用驱动装置将焊条输送入静电喷室，焊条的上下方都布有静电喷枪，多支喷枪喷出的粉雾在焊条通过的喷室区域形成粉末云雾状空间，焊条穿过该区域时快速吸附环氧粉末熔化成连续的涂膜，熔融状态下的环氧粉末与固化剂交联成膜，并在短时间内固化，从而形成了厚度均匀、成膜速度快的环氧树脂膜，高温成膜时间为3 -5秒；
（4）冷却成膜：室温下冷却成膜。
4.根据权利要求3所述的适用于水下湿法焊接的防水防潮焊条涂层的喷涂方法，其特征在于：步骤（3）静电喷涂的静电电压选择65-75 kV，喷涂距离为150～190 mm。
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