CN113042933A - 一种焊接性能良好的电焊焊条及其生产方法 - Google Patents

一种焊接性能良好的电焊焊条及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，药皮涂覆于焊芯外表面，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳20‑35份、猛20‑35份、硅20‑35份、石英15‑35份、钨钢合金35‑55份、镍15‑25份、铈15‑25份、白泥30‑45份、过碳酸钠20‑35份，药皮成分包括有机纤维素20‑35份、大理石35‑55份、铁粉20‑35份、竹纤维20‑35份、氧化镁15‑35份、萤石25‑35份。本发明钨钢合金、镍和铈的结合，提高了电焊条的抗压强度，提高了电焊条的延展性，有效的增加了电焊条的抗压强度和硬度。

Description

一种焊接性能良好的电焊焊条及其生产方法
技术领域
本发明涉及电焊条技术领域，尤其涉及一种焊接性能良好的电焊焊条及其生产方法。
背景技术
焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同，焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯，为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量，应有严格的限制，优于母材。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝，而现有的电焊条，硬度和延展性差，悬压过程非常容易撕裂开。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种焊接性能良好的电焊焊条及其生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，药皮涂覆于焊芯外表面，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳20-35份、猛20-35份、硅20-35份、石英15-35份、钨钢合金35-55份、镍15-25份、铈15-25份、白泥30-45份、过碳酸钠20-35份，药皮成分包括有机纤维素20-35份、大理石35-55份、铁粉20-35份、竹纤维20-35份、氧化镁15-35份、萤石25-35份；
镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀；
铈为活泼金属，铈的熔点为798℃，铈还可为还原剂，过碳酸钠是一种无机物，属强氧化剂，过碳酸钠配合铈，可有效地稳定金属活跃性，使金属间间隙更加紧密；
钨钢合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度；
竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能；
氧化镁有高度耐火绝缘性能，而有机纤维素可保证，萤石和大理石研磨后，干燥后收缩率小，干燥成品时，可防止成品干裂。
优选的，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳25份、猛25份、硅28份、石英19份、钨钢合金42份、镍18份、铈18份、白泥38份、过碳酸钠27份，药皮成分包括有机纤维素27份、大理石41份、铁粉24份、竹纤维24份、氧化镁20份、萤石30份。
一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，包括以下步骤：
1)将焊芯原料研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，预设时间后，像混合液内倒入重量比3:1的酸溶液，搅拌3-6min后，取出后获得焊芯溶液，将焊芯溶液浇铸，获得焊芯；
2)在常温下，将药皮组分和离子水30-50份放入搅拌机内进行搅拌，8-15min后，像搅拌机内倒入重量比4:1的钾钠溶液进行搅拌的同时升温至75-90℃，搅拌20-45min后，获得药皮。
3)将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
优选的，在步骤1中，向焊芯溶液内倒入氢氧化钠溶液进行中和，将ph值调制6-7，获得焊芯溶液，该焊芯溶液为最终产物。
优选的，浇铸温度为600-700℃。
优选的，步骤1中，将浇铸获得的焊芯冷却处理，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至550-400℃，冷却至400-250℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至250-100℃，温度冷却至250-100℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温。
与现有技术相比，本发明的有益效果：1.钨钢合金、镍和铈的结合，提高了电焊条的抗压强度，提高了电焊条的延展性，有效的增加了电焊条的抗压强度和硬度；
2.过碳酸钠配合铈，可有效地稳定金属活跃性，使金属间间隙更加紧密；
3.氧化镁配合竹纤维和有机纤维素，可有效地在干燥过程中，减小收缩率，防止成品的干裂；
4.随着温度的逐渐下降，紫铜带的内部结构也会发生转变，可减少金属与金属之间的间隙，加大金属之间的粘合度，使其增加电焊条的机械强度减少金属的活性度，加大电焊条的硬度和耐热性；
5.将焊芯溶液ph值调制中性，避免酸化对金属的破坏性。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
本发明提出的一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，药皮涂覆于焊芯外表面，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳20份、猛20份、硅20份、石英15份、钨钢合金35份、镍15份、铈15份、白泥30份、过碳酸钠20份，药皮成分包括有机纤维素20份、大理石35份、铁粉20份、竹纤维20份、氧化镁15份、萤石25份。
实施例2
一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，药皮涂覆于焊芯外表面，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳25份、猛25份、硅28份、石英19份、钨钢合金42份、镍18份、铈18份、白泥38份、过碳酸钠27份，药皮成分包括有机纤维素27份、大理石41份、铁粉24份、竹纤维24份、氧化镁20份、萤石30份。
实施例3
一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，药皮涂覆于焊芯外表面，焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳35份、猛35份、硅35份、石英35份、钨钢合金55份、镍25份、铈25份、白泥45份、过碳酸钠35份，药皮成分包括有机纤维素35份、大理石55份、铁粉35份、竹纤维35份、氧化镁35份、萤石35份。
对比例1
一种电焊焊条，包括焊芯和药皮，焊芯原料成分包括石英25份、白云石25份、钛铁15份、四氧化三铁15份、白泥40份，药皮成分包括萤石30份、石英砂20份、铁粉20份、菱苦土15份。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的原料分别用相同制备方法制备出的电焊条进行对比，具体数据如表1；
制备方法：将焊芯原料研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，获得焊芯溶液，将焊芯溶液进行浇铸处理，获得电焊条，在常温下(30℃)，将药皮组分和离子水45份放入搅拌机内进行搅拌后获得药皮，将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
抗压强度MPa 216 246 229 198
硬度HV 94 118 110 89
由此可见，实施例2为最优方案，钨钢合金、镍和铈的结合，提高了电焊条的抗压强度，提高了电焊条的延展性，有效的增加了电焊条的抗压强度和硬度。
实施例4
一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，包括以下步骤：
1)将焊芯原料(为本实施例2)研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，15min，像混合液内倒入重量比3:1的酸溶液，搅拌3min后，取出后获得焊芯溶液，像焊芯溶液倒入氢氧化钠溶液进行中和，将ph值调制6后，获得最终焊芯溶液，将焊芯溶液浇铸，浇铸温度为600℃，获得焊芯，将浇铸获得的焊芯冷却处理，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至550℃，冷却至400℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至250℃，温度冷却至250℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温；
2)在常温下，将药皮组分(为本实施例2)和离子水30份放入搅拌机内进行搅拌，8min后，像搅拌机内倒入重量比4:1的钾钠溶液进行搅拌的同时升温至75℃，搅拌20min后，获得药皮。
3)将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
实施例5
一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，包括以下步骤：
1)将焊芯原料(为本实施例2)研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，25min，像混合液内倒入重量比3:1的酸溶液，搅拌5min后，取出后获得焊芯溶液，像焊芯溶液倒入氢氧化钠溶液进行中和，将ph值调制6后，获得最终焊芯溶液，将焊芯溶液浇铸，浇铸温度为550℃，获得焊芯，将浇铸获得的焊芯冷却处理，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至400℃，冷却至400℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至200℃，温度冷却至200℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温；
2)在常温下，将药皮组分(为本实施例2)和离子水40份放入搅拌机内进行搅拌，11min后，像搅拌机内倒入重量比4:1的钾钠溶液进行搅拌的同时升温至85℃，搅拌40min后，获得药皮。
3)将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
实施例6
一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，包括以下步骤：
1)将焊芯原料(为本实施例2)研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，30min，像混合液内倒入重量比3:1的酸溶液，搅拌6min后，取出后获得焊芯溶液，像焊芯溶液倒入氢氧化钠溶液进行中和，将ph值调制7后，获得最终焊芯溶液，将焊芯溶液浇铸，浇铸温度为600-700℃，获得焊芯，将浇铸获得的焊芯冷却处理，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至550-400℃，冷却至250℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至100℃，温度冷却至100℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温；
2)在常温下，将药皮组分(为本实施例2)和离子水50份放入搅拌机内进行搅拌，15min后，像搅拌机内倒入重量比4:1的钾钠溶液进行搅拌的同时升温至90℃，搅拌45min后，获得药皮。
3)将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
对比例2
一种电焊焊条的生产方法，将焊芯原料(为本对比例1)研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，获得焊芯溶液，将焊芯溶液进行浇铸处理，获得电焊条，在常温下，将药皮组分(为对比例1)和离子水45份放入搅拌机内进行搅拌后获得药皮，将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
将实施例4、实施例5、实施例6和对比例2制备出的电焊条进行对比，具体数据如
表2；
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
抗压强度MPa 251 278 284 250
硬度HV 124 133 139 105
从表2可知，实施例6为最优方案，对比例2直接仅将焊芯原料加离子水混合搅拌后，直接浇铸获得焊芯，并未调整ph值，也没有在浇铸后进行冷却处理，从而增加电焊条的延展性，对比例2的抗压性和硬度均低于实施例4、实施例5和实施例6。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种焊接性能良好的电焊焊条，包括焊芯和药皮，所述药皮涂覆于焊芯外表面，其特征在于，所述焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳20-35份、猛20-35份、硅20-35份、石英15-35份、钨钢合金35-55份、镍15-25份、铈15-25份、白泥30-45份、过碳酸钠20-35份，所述药皮成分包括有机纤维素20-35份、大理石35-55份、铁粉20-35份、竹纤维20-35份、氧化镁15-35份、萤石25-35份。
2.一种焊接性能良好的电焊焊条，其特征在于，所述焊芯采用合金芯线，焊芯原料成分包括碳25份、猛25份、硅28份、石英19份、钨钢合金42份、镍18份、铈18份、白泥38份、过碳酸钠27份，所述药皮成分包括有机纤维素27份、大理石41份、铁粉24份、竹纤维24份、氧化镁20份、萤石30份。
3.如权利要求1所述的一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将焊芯原料研磨成粉状，过筛后加离子水混合搅拌，预设时间后，像混合液内倒入重量比3:1的酸溶液，搅拌3-6min后，取出后获得焊芯溶液，将焊芯溶液浇铸，获得焊芯；
2)在常温下，将药皮组分和离子水30-50份放入搅拌机内进行搅拌，8-15min后，像搅拌机内倒入重量比4:1的钾钠溶液进行搅拌的同时升温至75-90℃，搅拌20-45min后，获得药皮。
3)将搅拌好的药皮均匀涂覆在焊芯上，压制成焊条。
4.如权利要求3所述的一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，其特征在于，在步骤1中，向焊芯溶液内倒入氢氧化钠溶液进行中和，将ph值调制6-7，获得焊芯溶液，该焊芯溶液为最终产物。
5.如权利要求3所述的一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，其特征在于，所述浇铸温度为600-700℃。
6.如权利要求5所述的一种焊接性能良好电焊焊条的生产方法，其特征在于，所述步骤1中，将浇铸获得的焊芯冷却处理，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至550-400℃，冷却至400-250℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至250-100℃，温度冷却至250-100℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温。
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