CN111975247A - 一种无镀铜co2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝，由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂10‑30％、碳酸钾5‑15％与碳酸钠5‑10％。本发明通过将非铜离子碳酸化合物粉末、活化剂涂层粉、油性溶解剂、耐磨剂与防锈剂混合制成涂层，能够有效解决焊接时的飞溅现象，并且有效减少焊缝中气泡数量与气泡体积大的情况，避免焊接表面粘着大颗粒飞溅物，提高了电弧稳定性，在对焊丝进行涂层时，能够使涂层填充在刻痕里，刻痕内部的涂层再经过后期的拉拔很好的镶嵌在焊丝内部，能够实现涂层与焊丝的充分结合，相比传统的涂层只涂布在焊丝表面效果更好，使得焊接时涂层起到更好的效果。

Description

一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝
技术领域
本发明涉及焊丝涂层领域，特别涉及一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝。
背景技术
在GMAW、FCAW-G焊接中，目前应用最多的焊材是无镀铜CO2气体保护焊丝，经过近二十年来的使用，其工艺、性能、价格等具有较大的优势，采用无镀铜CO2气体保护焊丝已经成为MAG焊接的标准，因此在众多场合下无镀铜CO2气体保护焊丝还很难被替代。但是，随着时代的进步，无镀铜CO2气体保护焊丝开始面临着镀铜焊丝新的挑战。
虽然现在的CO2气体保护焊具具有生产效率高等优点，但是由于CO2气体保护焊本身的性质使得焊接方法具有以下缺陷：一是飞溅大，二是成形差，这些问题的长期存在，在很大程度上制约了CO2焊接技术在工业生产中的进一步推广与应用。
现有的焊丝涂层在使用时，单独使用活化剂涂层粉，会存在不同程度的飞溅现象，且焊缝中气泡数量较多且气泡体积大，焊接表面粘着大颗粒飞溅物，其次，现有的在对焊丝上涂层时，多为直接涂抹，涂层与焊接结合效果不好，涂层只是涂抹在焊丝表面，在焊接时无法起到预期效果，无法使涂层与焊丝充分融合，为此，我们提出一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂10-30％、碳酸钾5-15％与碳酸钠5-10％；活化剂涂层粉：钛白粉5-15％、氧化镁1-4％、石英2-4％、长石1-3％、锰铁11-14％、硅铁5-10％与铝粉5-15％；油性溶解剂：植物油10-20％；耐磨剂2-8％与防锈剂5-20％；
所述无镀铜CO2气体保护焊丝涂层由下述步骤制得：
步骤一：涂层粉均匀混合：取非铜离子碳酸化合物粉末与活化剂涂层粉置于干性搅拌器中搅拌混合，将混合后的混合粉末过滤，除去颗粒大杂质；
步骤二：混合粉末与油性溶解剂混合：将步骤一中除去大颗粒杂质的混合物置于湿性搅拌器中，并向其中加入油性溶解剂进行搅拌混合，得到初步焊丝涂层；
步骤三：加入耐磨剂与防锈剂：向步骤二中搅拌混合得到的初步焊丝涂层中加入耐磨剂与防锈剂，并均匀搅拌，得到焊丝涂层。
进一步的，所述步骤一中混合粉末过滤用的过滤网孔径大小为60-90目。
进一步的，所述步骤二中油性溶解剂的植物油为椰子油、棕榈油、亚麻油与蓖麻油中的一种或多种。
进一步的，所述步骤二中搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为10-20min，搅拌时内部进行烘干，烘干温度为50-65℃。
进一步的，所述步骤三中耐磨剂为硅油、氯化石蜡与亚磷酸二丁酯中的一种或几种；防锈剂为磷酸、石油磺酸钡、石油磺酸钠、硝酸、柠檬酸钠与硫酸锌中的一种或几种。
进一步的，所述步骤三中搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为20-30min。
本发明还提供了一种无镀铜CO2气体保护涂层焊丝，将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径1.21-1.31mm，将拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝。
进一步的，刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径为1.15-1.19mm，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，待涂焊丝涂层的焊丝型号为H08A焊丝，初始直径为3mm，刻痕深度为0.2-0.4mm。
与现有技术相比，本发明通过将非铜离子碳酸化合物粉末、活化剂涂层粉、油性溶解剂、耐磨剂与防锈剂混合制成涂层，能够有效解决焊接时的飞溅现象，并且有效减少焊缝中气泡数量与气泡体积大的情况，避免焊接表面粘着大颗粒飞溅物，提高了电弧稳定性。
与现有技术相比，本发明在对焊丝进行涂层时，先将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径比前期的直径小，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝，这样就能够使涂层填充在刻痕里，刻痕内部的涂层再经过后期的拉拔很好的镶嵌在焊丝内部，能够实现涂层与焊丝的充分结合，相比传统的涂层只涂布在焊丝表面效果更好，使得焊接时涂层起到更好的效果。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂10％、碳酸钾5％与碳酸钠5％；活化剂涂层粉：钛白粉5％、氧化镁1％、石英2％、长石1％、锰铁11％、硅铁5％与铝粉5％；油性溶解剂：植物油10％；耐磨剂2％与防锈剂5％；
所述无镀铜CO2气体保护焊丝涂层由下述步骤制得：
步骤一：涂层粉均匀混合：取非铜离子碳酸化合物粉末与活化剂涂层粉置于干性搅拌器中搅拌混合，将混合后的混合粉末过滤，除去颗粒大杂质，混合粉末过滤用的过滤网孔径大小为60目；
步骤二：混合粉末与油性溶解剂混合：将步骤一中除去大颗粒杂质的混合物置于湿性搅拌器中，并向其中加入油性溶解剂进行搅拌混合，得到初步焊丝涂层，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为10min，搅拌时内部进行烘干，烘干温度为50℃，油性溶解剂的植物油为椰子油、棕榈油、亚麻油与蓖麻油中的一种或多种；
步骤三：加入耐磨剂与防锈剂：向步骤二中搅拌混合得到的初步焊丝涂层中加入耐磨剂与防锈剂，并均匀搅拌，得到焊丝涂层，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，耐磨剂为硅油、氯化石蜡与亚磷酸二丁酯中的一种或几种；防锈剂为磷酸、石油磺酸钡、石油磺酸钠、硝酸、柠檬酸钠与硫酸锌中的一种或几种。
实施例2
一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂20％、碳酸钾10％与碳酸钠7.5％；活化剂涂层粉：钛白粉10％、氧化镁2.5％、石英3％、长石2％、锰铁12.5％、硅铁7.5％与铝粉10％；油性溶解剂：植物油15％；耐磨剂5％与防锈剂12.5％；
所述无镀铜CO2气体保护焊丝涂层由下述步骤制得：
步骤一：涂层粉均匀混合：取非铜离子碳酸化合物粉末与活化剂涂层粉置于干性搅拌器中搅拌混合，将混合后的混合粉末过滤，除去颗粒大杂质，混合粉末过滤用的过滤网孔径大小为75目；
步骤二：混合粉末与油性溶解剂混合：将步骤一中除去大颗粒杂质的混合物置于湿性搅拌器中，并向其中加入油性溶解剂进行搅拌混合，得到初步焊丝涂层，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为15min，搅拌时内部进行烘干，烘干温度为60℃，油性溶解剂的植物油为椰子油、棕榈油、亚麻油与蓖麻油中的一种或多种；
步骤三：加入耐磨剂与防锈剂：向步骤二中搅拌混合得到的初步焊丝涂层中加入耐磨剂与防锈剂，并均匀搅拌，得到焊丝涂层，搅拌速度为350r/min，搅拌时间为25min，耐磨剂为硅油、氯化石蜡与亚磷酸二丁酯中的一种或几种；防锈剂为磷酸、石油磺酸钡、石油磺酸钠、硝酸、柠檬酸钠与硫酸锌中的一种或几种。
实施例3
一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂30％、碳酸钾15％与碳酸钠10％；活化剂涂层粉：钛白粉15％、氧化镁4％、石英4％、长石3％、锰铁14％、硅铁10％与铝粉15％；油性溶解剂：植物油20％；耐磨剂8％与防锈剂20％；
所述无镀铜CO2气体保护焊丝涂层由下述步骤制得：
步骤一：涂层粉均匀混合：取非铜离子碳酸化合物粉末与活化剂涂层粉置于干性搅拌器中搅拌混合，将混合后的混合粉末过滤，除去颗粒大杂质，混合粉末过滤用的过滤网孔径大小为90目；
步骤二：混合粉末与油性溶解剂混合：将步骤一中除去大颗粒杂质的混合物置于湿性搅拌器中，并向其中加入油性溶解剂进行搅拌混合，得到初步焊丝涂层，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，搅拌时内部进行烘干，烘干温度为65℃，油性溶解剂的植物油为椰子油、棕榈油、亚麻油与蓖麻油中的一种或多种；
步骤三：加入耐磨剂与防锈剂：向步骤二中搅拌混合得到的初步焊丝涂层中加入耐磨剂与防锈剂，并均匀搅拌，得到焊丝涂层，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为30min，耐磨剂为硅油、氯化石蜡与亚磷酸二丁酯中的一种或几种；防锈剂为磷酸、石油磺酸钡、石油磺酸钠、硝酸、柠檬酸钠与硫酸锌中的一种或几种。
通过对上述三组实施例中生产出的涂层进行焊丝涂布后，再进行焊接试验对比发现：选取传统焊丝H08A作对照组，进行焊接，平均飞溅率为10.98％；使用实施例1中涂层焊丝时，平均飞溅率为7.26％；使用实施例2中涂层焊丝时，平均飞溅率介于3.68-6.86％；使用实施例3中涂层焊丝时，随着涂层成分比例的改变，其平均飞溅率发生变化，总体飞溅率降低，介于2.87-3.56％；经过对比发现，本发明通过将非铜离子碳酸化合物粉末、活化剂涂层粉、油性溶解剂、耐磨剂与防锈剂混合制成涂层，能够有效解决焊接时的飞溅现象，并且有效减少焊缝中气泡数量与气泡体积大的情况，避免焊接表面粘着大颗粒飞溅物，提高了电弧稳定性，采用合适成分和比例的涂层粉，其飞溅率会明显降低，其中实施例3为最优。
实施例4
一种无镀铜CO2气体保护涂层焊丝，将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径1.21-1.31mm，将拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝。
刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径为1.15-1.19mm，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，待涂焊丝涂层的焊丝型号为H08A焊丝，初始直径为3mm，刻痕深度为0.2-0.4mm。
本实施例中，在对涂层进行涂布时，通过在焊丝表面刻痕，然后将涂层嵌入刻痕内部，在通过拉拔进行焊丝与涂层的结合，其中，刻痕深度为0.2mm时，制成的涂层焊丝在焊接时，焊缝宽度为10.77，气泡数量较多；刻痕深度为0.3mm时，制成的涂层焊丝在焊接时，焊缝宽度为12.85，气泡数量较多；刻痕深度为0.4mm时，制成的涂层焊丝在焊接时，焊缝宽度为13.68，气泡数量较少；因此采用此方法进行涂层时，刻痕越深，焊丝与涂层结合效果越好，焊接时效果才会越好。
本发明在对焊丝进行涂层时，先将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径比前期的直径小，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝，这样就能够使涂层填充在刻痕里，刻痕内部的涂层再经过后期的拉拔很好的镶嵌在焊丝内部，能够实现涂层与焊丝的充分结合，相比传统的涂层只涂布在焊丝表面效果更好，使得焊接时涂层起到更好的效果。
由上可知：本发明通过将非铜离子碳酸化合物粉末、活化剂涂层粉、油性溶解剂、耐磨剂与防锈剂混合制成涂层，能够有效解决焊接时的飞溅现象，并且有效减少焊缝中气泡数量与气泡体积大的情况，避免焊接表面粘着大颗粒飞溅物，提高了电弧稳定性，采用合适成分和比例的涂层粉，其飞溅率会明显降低；在对焊丝进行涂层时，先将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径比前期的直径小，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝，这样就能够使涂层填充在刻痕里，刻痕内部的涂层再经过后期的拉拔很好的镶嵌在焊丝内部，能够实现涂层与焊丝的充分结合，相比传统的涂层只涂布在焊丝表面效果更好，使得焊接时涂层起到更好的效果，刻痕越深，焊丝与涂层结合效果越好，焊接时效果才会越好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：由下述重量百分含量的原料制成：非铜离子碳酸化合物粉末：碳酸锂10-30％、碳酸钾5-15％与碳酸钠5-10％；活化剂涂层粉：钛白粉5-15％、氧化镁1-4％、石英2-4％、长石1-3％、锰铁11-14％、硅铁5-10％与铝粉5-15％；油性溶解剂：植物油10-20％；耐磨剂2-8％与防锈剂5-20％；
所述无镀铜CO2气体保护焊丝涂层由下述步骤制得：
步骤一：涂层粉均匀混合：取非铜离子碳酸化合物粉末与活化剂涂层粉置于干性搅拌器中搅拌混合，将混合后的混合粉末过滤，除去颗粒大杂质；
步骤二：混合粉末与油性溶解剂混合：将步骤一中除去大颗粒杂质的混合物置于湿性搅拌器中，并向其中加入油性溶解剂进行搅拌混合，得到初步焊丝涂层；
步骤三：加入耐磨剂与防锈剂：向步骤二中搅拌混合得到的初步焊丝涂层中加入耐磨剂与防锈剂，并均匀搅拌，得到焊丝涂层。
2.根据权利要求1所述的一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：所述步骤一中混合粉末过滤用的过滤网孔径大小为60-90目。
3.根据权利要求1所述的一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：所述步骤二中油性溶解剂的植物油为椰子油、棕榈油、亚麻油与蓖麻油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：所述步骤二中搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为10-20min，搅拌时内部进行烘干，烘干温度为50-65℃。
5.根据权利要求1所述的一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：所述步骤三中耐磨剂为硅油、氯化石蜡与亚磷酸二丁酯中的一种或几种；防锈剂为磷酸、石油磺酸钡、石油磺酸钠、硝酸、柠檬酸钠与硫酸锌中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层，其特征在于：所述步骤三中搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为20-30min。
7.一种无镀铜CO2气体保护涂层焊丝，其特征在于：将待涂焊丝涂层的焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径1.21-1.31mm，将拉拔后的焊丝在刻痕机上刻痕，将上述制成的焊丝涂层装在粉剂盒中，然后将刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模，制成表面涂层焊丝。
8.根据权利要求7所述的一种无镀铜CO2气体保护涂层焊丝，其特征在于：刻痕后的焊丝通过前端装有粉剂盒的拉丝模的直径为1.15-1.19mm，涂层粉的涂覆量与刻痕体积有关，刻痕越浅涂覆量越小，刻痕越深涂覆量越大，但深刻痕在拉丝过程中易断，待涂焊丝涂层的焊丝型号为H08A焊丝，初始直径为3mm，刻痕深度为0.2-0.4mm。
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