CN114101966B

CN114101966B - 一种微烟环保型碳钢药芯焊丝

Info

Publication number: CN114101966B
Application number: CN202111376226.8A
Authority: CN
Inventors: 李长鑫; 王本胜
Original assignee: Jinan Farina Welding Equipment Co ltd
Current assignee: Jinan Farina Welding Equipment Co ltd
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2041-11-19
Also published as: CN114101966A

Abstract

本发明属于碳钢药芯焊丝技术领域，涉及一种微烟环保型碳钢药芯焊丝。所述焊丝药粉中各物质百分含量如下：金红石30‑35%,硅灰石11‑13%，低碳锰铁11‑13%，硅酸盐1‑5%，硼化铁粉0.3‑1.2%，锆英石3‑8%，镍3‑6%，钛铁0.5‑2%，其余为铁粉。本发明先将部分原料熔融，雾化形成复合材料，然后与其余材料混合制得焊丝药粉，在药粉制成过程中低熔点的有害杂质（如S、P及其化合物）被清除掉80%以上。减少了合金元素的烧损，有利于焊缝金属的熔敷性能。本发明所制备得到的焊丝能够延长焊丝的熔滴过渡周期，加剧冶金反应行为，使药粉的燃烧更充分，降低了烟尘发生量，减少了环境污染和对焊工的身体伤害。

Description

一种微烟环保型碳钢药芯焊丝

技术领域

本发明属于碳钢药芯焊丝技术领域，涉及一种微烟环保型碳钢药芯焊丝。

背景技术

由于传统碳钢药芯焊丝在生产制造过程必须添加造渣剂、稳弧剂、脱氧剂、助燃剂等各种不同用途的合金粉末，因此工人在进行焊丝作业时，焊丝中会产生大量的烟尘。据统计，焊接时焊丝烟尘发生量在7-10克/公斤焊丝，焊接烟尘除了造成环境污染，对焊工的身体健康也有影响，容易导致出现许多职业病如：肺癌、锰中毒、电光性眼炎支气管炎、皮肤过敏、皮肤癌、呼吸道感染等等。目前，焊丝研发的热点集中在焊面强度以及焊丝整体的性能方面，而专门针对焊丝烟尘降低方面的研究还比较少，市面上还没有烟尘量降低理想的焊丝产品和技术。

发明内容

本发明针对传统药芯焊丝在使用过程中存在的烟尘量大、对环境造成污染，对工人身体健康造成危害的问题提出一种新型的微烟环保型碳钢药芯焊丝。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种微烟环保型碳钢药芯焊丝药粉，所述焊丝药粉中各物质百分含量如下：

金红石30-35%,硅灰石11-13%，低碳锰铁11-13% ，硅酸盐1-5%，硼化铁粉0.3-1.2%，锆英石3-8%，镍3-6%，钛铁0.5-2%，其余为铁粉。

一种微烟环保型碳钢药芯焊丝，焊丝的钢带为低碳钢钢带HS1，焊丝内部的药粉为上述比例药粉。该焊丝采用二氧化碳作为保护气体，要求纯度在99.8%以上。

一种微烟环保型碳钢药芯焊丝制备方法，将硅灰石、硼化铁粉、硅酸盐、低碳锰铁、锆英石、钛铁分别取正常重量的80-90%，熔融后通过雾化方式混合得到复合添加剂颗粒，其中复合添加剂颗粒小于200目的部分不高于2%，再和金红石、氟化稀土、镍粉等剩余未雾化的粉末混合均匀；按照填充比13-17%加入钢带中加工得到产品。制成复合添加剂颗粒的好处一是经过雾化后颗粒度均匀（目数分布为-100目的100%，-（100目-150目）的88%，-（150目-200目）的10%，-200以下的只占2%左右）；二是在制成过程中低熔点的有害杂质（如S、P及其化合物）被清除掉80%以上。三是减少了合金元素的烧损，有利于焊缝金属的熔敷性能。

作为优选，所述熔融温度为2800-3000℃。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1. 本发明先将部分原料熔融，雾化形成复合材料，然后与其余材料混合制得焊丝药粉，在药粉制成过程中低熔点的有害杂质（如S、P及其化合物）被清除掉80%以上。减少了合金元素的烧损，有利于焊缝金属的熔敷性能。

2.本发明所制备得到的焊丝能够延长焊丝的熔滴过渡周期，加剧冶金反应行为，使药粉的燃烧更充分，降低了烟尘发生量，减少了环境污染和对焊工的身体伤害。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例提供一种烟尘发生量明显优于传统药芯焊丝的新型药芯焊丝。

该焊丝采用用低碳钢钢带HS1,里面包裹各种合金粉，矿物粉当药芯，按一定填充比13-17%进行加工而成。

具体含量药粉按质量百分比组成如下，

金红石：34%,硅灰石: 11%，低碳锰铁：13% ，硅酸盐：3.5%，硼化铁粉：0.9%，锆英石：4%，Ni：4.5%，钛铁1.62%，其余为铁粉。

先将硅灰石、硼化铁、硅酸盐、低碳锰铁、锆英石、钛铁取正常加入量的80%，在2800-3000℃下加热至熔融状态，然后通过雾化方式制作成复合添加剂颗粒，再和金红石、氟化稀土、镍粉等剩余未雾化的粉末混合均匀，按填充比16%进行加工而成，本实施例制得的药粉可生产成直径1.2，1.4，1.6等不同直径的微烟环保型药芯焊丝。

本实施例中复合添加剂将一定数量规格的造渣剂（金红石、锆英砂）、稳弧剂（硅酸盐）、脱氧剂（硅铁、锰铁）等不同作用的药粉，通过熔融、然后雾化形成颗粒度相对均匀的复合物。制成复合添加剂的好处一是经过雾化后颗粒度均匀（目数分布为-100目的100%，-100目~-150目的88%，-150目~-200目的10%，-200以下的只占2%左右）。本配方中由于复合添加剂使得合金元素烧损率降低，因此可以将Si、Mn等元素降低加入量，经检测，这些元素含量由原来的18-20%降低至11-13%。焊工进行焊接操作时，烟气明显减少，在焊面强度不低于原来市售焊丝的前提下，焊接环境中烟雾明显减少，因此本发明所提出的焊丝有利于环境保护和焊工的身体健康。

实施例2

本实施例未特殊说明之处，与实施例1一致。本实施例中具体含量药粉按质量百分比组成如下，

金红石：30%,硅灰石: 13%，低碳锰铁：11% ，硅酸盐：5%，硼化铁粉：1.2%，锆英石：8%，Ni：6%，钛铁2%，其余为铁粉。

先将硅灰石、硼化铁、硅酸盐、低碳锰铁、锆英石、钛铁取正常加入量的90%，在3000℃下加热至熔融状态，然后通过雾化方式制作成复合添加剂颗粒，再和金红石、氟化稀土、镍粉等剩余未雾化的粉末混合均匀，按填充比17%进行加工而成。

实施例3

金红石：34.5%,硅灰石: 12.8%，低碳锰铁：11.9% ，硅酸盐：4.2%，硼化铁粉：0.98%，锆英石：5.7%，Ni：3.6%，钛铁1.1%，其余为铁粉。

先将硅灰石、硼化铁、硅酸盐、低碳锰铁、锆英石、钛铁取正常加入量的90%，在3000℃下加热至熔融状态，然后通过雾化方式制作成复合添加剂颗粒，再和金红石、氟化稀土、镍粉等剩余未雾化的粉末混合均匀，按填充比16%进行加工而成。

效果验证

1.烟尘量检测

以实施例1中制备得到的1.2直径焊丝为例，在平对接焊，电流260A，电压29V时，烟尘发生量为5.8-6.1克/公斤焊丝。同样焊接规范下市场常见药芯焊丝的烟尘发生量在7克/公斤焊丝以上，可减少烟尘发生量20-26%。

2、力学性能

虽然硅、锰等元素加入量少，但因为烧损率低，所用熔敷金属中Si、Mn含量仍和传统药芯差距不大，但焊缝中有害元素的减少，明显提高了焊缝的力学性能，尤其低温冲击功可以提升25-35%左右。普通传统药芯的-20℃低温冲击性能在100-120 J，该焊丝可达140-160 J。延伸率也由26-28%，提高到29-31%。

因此，该产品整体性能优于普通碳钢药芯焊丝。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种微烟环保型碳钢药芯焊丝制备方法，其特征在于，焊丝药粉中各物质百分含量如下：

金红石30-35%,硅灰石11-13%，低碳锰铁11-13% ，硅酸盐1-5%，硼化铁粉0.3-1.2%，锆英石3-8%，镍3-6%，钛铁0.5-2%，其余为铁粉；焊丝的钢带为低碳钢钢带HS1，将硅灰石、硼化铁粉、硅酸盐、低碳锰铁、锆英石、钛铁原料按80-90%的加入量熔融后，通过雾化方式得到复合添加剂颗粒，然后将剩余焊丝药粉原料加入复合添加剂颗粒中，混合均匀；按照填充比13-17%加入钢带中加工得到产品；

熔融温度为2800-3000℃；

所述复合添加剂颗粒小于100目，其中复合添加剂颗粒小于200目的部分不高于2%。