CN115635213B - 一种电焊条引弧剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电焊条引弧剂，包括混合粉以及粘结剂，所述混合粉包括如下重量份数的组分，铜粉10~18份、石墨18~32份、铝镁合金1~7份、二氧化锰1~7份、棉6~12份、海藻酸钠6~14份、钛酸钾8~16份、雾化铁粉11~22份。本发明引弧剂显著提高碱性药皮焊条引弧性能，引弧容易，大大降低了接头气孔产生概率，提高焊接接头质量，提高焊缝射线探伤合格率及生产效率。

Description

一种电焊条引弧剂

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，尤其是涉及一种电焊条引弧剂。

背景技术

电焊条由焊芯和药皮组成。药皮中含酸性氧化物多的焊条称为酸性焊条，药皮中含碱性氧化物多的焊条称为碱性焊条，也叫低氢型焊条。碱性焊条扩散氢含量低，较酸性焊条具有更好的力学性能及抗裂性能，常用于重要工程。但因碱性焊条药皮中含有较多的难电离矿物类成分，导致难以形成强的电弧场，造成碱性焊条不易起弧。焊工使用碱性焊条起弧时经常出现焊条引弧端焊芯端面粘在焊件上的“粘条”情况，尤其对于从事焊接工作时间短的新手焊工使用碱性焊条起弧更加困难，给焊工带来很大的困扰。起弧不佳极大的增加接头气孔概率，降低焊接接头质量，降低焊缝射线探伤合格率，降低生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电焊条引弧剂，以克服现有技术的不足，将电焊条引弧剂涂覆于焊条引弧端，尤其涂覆于碱性焊条引弧端，显著提高碱性焊条引弧性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电焊条引弧剂，包括混合粉以及粘结剂，所述混合粉包括如下重量份数的组分，铜粉10~18份、石墨18~32份、铝镁合金1~7份、二氧化锰1~7份、棉6~12份、海藻酸钠6~14份、钛酸钾8~16、雾化铁粉11~22份。

优选的，所述混合粉包括如下重量份数的组分，铜粉12~16份、石墨20~30份、铝镁合金2~5份、二氧化锰2~5份、棉8~10份、海藻酸钠8~12份、钛酸钾10~14、雾化铁粉13~19份。

优选的，粘结剂为钾钠水玻璃，模数2.0~2.5、粘度50~100mPa·s。

优选的，钾钠水玻璃与混合粉的重量比例为2.3~3.2：1。

优选的，铜粉中Cu质量含量≥98％、石墨中C质量含量≥98.0％、铝镁合金中Al质量含量≥47％、Mg质量含量≥47％、二氧化锰中MnO₂质量含量≥99％、海藻酸钠中Na质量含量10～12％、钛酸钾中TiO₂质量含量≥60％、K₂O质量含量≥28％；雾化铁粉中Fe质量含量≥98％、S质量含量≤0.020％、P质量含量≤0.020％、O质量含量≤0.020％。

本发明同时提供一种如上所述的电焊条引弧剂在碱性电焊条中的应用。

本发明也提供一种电焊条，引弧端焊芯端面上涂覆有如上所述的电焊条引弧剂。

优选的，电焊条引弧剂的涂覆厚度为0.8~2.0mm。

本发明还提供一种制备如上所述的电焊条的方法，包括如下步骤，

1）将各粉料按比例称重、混合均匀，制得混合粉；

2）向混合粉中加入钾钠水玻璃并搅拌混合均匀，制得电焊条引弧剂。

3）将电焊条引弧剂涂覆于电焊条引弧端焊芯端面上，再使用焊条烘干炉将涂覆有电焊条引弧剂的电焊条100~200℃烘烤30~60分钟。

其中混合粉中重要组分设计原理如下：

铜粉：铜是导电性极好的金属元素。添加铜粉增强导电性，提高焊条引弧性能。加入过多会向焊缝中过渡过多铜元素，造成焊缝化学成分变化。

石墨：石墨具有良好的导电性，易于燃烧，利于起弧。起弧后与氧气生成二氧化碳，脱氧同时提高电弧吹力，加入过多会向焊缝中过渡太多碳元素，造成焊缝硬度升高，降低焊缝冲击韧性。

铝镁合金：增加导电性，作为脱氧剂脱氧，降低引弧气孔敏感性。具有极好的稳弧作用。加入过多会降低焊缝低温冲击韧性。

二氧化锰：二氧化锰熔点535℃左右，其熔点低易于引燃，在500℃左右会分解生成氧气加剧电弧起燃。其中的Mn协助焊缝脱氧。过多加入会降低电弧稳定性。

棉：棉易引燃形成电弧，增强引弧性能，可提高电弧稳定。加入过多易造成引弧剂与焊条剥离。

海藻酸钠：海藻酸钠是水溶性物质，其溶解后具有粘性，主要用来提高引弧剂涂覆性能。加入过多会降低引弧性能和电弧稳定性。

钛酸钾：可提高引弧瞬间电弧稳定性。加入过多降低导电性影响引弧。

雾化铁粉：增加导电性，加入过多影响引弧剂涂覆性能。

混合粉的配方设计是决定引弧剂性能的主要因素。电焊条引弧剂应充分考虑引弧性能、涂覆性能以及对焊缝物理化学性能的影响。

本发明所述的电焊条引弧剂，在各组分的相互配合，整体提高导电性，降低熔点，促进电弧形成，解决焊条起弧困难的问题，且由于各组分的良好配合，不影响产品的焊缝力学性能。

相对于现有技术，本发明所述的电焊条引弧剂，具有以下优势：

本发明所述的电焊条引弧剂，显著提高碱性药皮焊条引弧性能，引弧容易，大大降低了接头气孔产生概率，提高焊接接头质量，提高焊缝射线探伤合格率及生产效率。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合实施例来详细说明本发明。

以下实施例中1份数为1Kg，或者其他单位重量。

实施例1

引弧剂的混合粉由包括如下重量份数的原料组成：铜粉14份、石墨25份、铝镁合金2份、二氧化锰5份、棉11份、海藻酸钠9份、钛酸钾16份、雾化铁粉13份。药皮的组分中：铜粉中Cu质量含量≥98％、石墨中C质量含量≥98.0％、铝镁合金中Al质量含量≥47％、Mg质量含量≥47％、二氧化锰中MnO₂质量含量≥99％、海藻酸钠中Na质量含量10～12％、钛酸钾中TiO₂质量含量≥60％、K₂O质量含量≥28％；雾化铁粉中Fe质量含量≥98％、S质量含量≤0.020％、P质量含量≤0.020％、O质量含量≤0.020％。

实施例2

引弧剂的混合粉由包括如下重量份数的原料组成：铜粉16份、石墨20份、铝镁合金3份、二氧化锰4份、棉10份、海藻酸钠12份、钛酸钾13、雾化铁粉16份。药皮中药粉的化学成分质量含量同实施例1。

实施例3

引弧剂混合粉由包括如下重量份数的原料组成：铜粉12份、石墨30份、铝镁合金5份、二氧化锰2份、棉10份、海藻酸钠8份、钛酸钾10份、雾化铁粉19份。药皮中药粉的化学成分质量含量同实施例1。

一种电焊条的制备方法，包括如下步骤，

步骤一：将各粉料按实施例1-实施例3的比例称重、混合均匀，制得混合粉；

步骤二：向混合粉中加入混合粉总质量300%的钾钠水玻璃并搅拌混合均匀，水玻璃模数为2.45、粘度为60mPa·s。制得焊条引弧剂。

步骤三：使用焊条引弧剂涂覆机将焊条引弧剂涂覆于J507焊条引弧端焊芯端面上，涂覆厚度为1.5mm左右。再使用焊条烘干炉将涂覆了引弧剂的J507焊条200℃烘烤30分钟。

对比例1

不涂覆引弧剂，直接使用J507焊条进行焊接。

将实施例1-3所得的焊条以及对照例进行引弧性能试验，采用向上立焊位置焊接：实施例1-3所得的焊条引弧粘条次数、产生气孔次数较对比例1显著降低，焊缝射线探伤合格率较对照例显著提高。

将以上实施例、对比例所得的焊条按照GB5117-2012进行焊接力学性能试验，实验结果如表一所示。

表一 焊条焊接力学性能试验

试验结果显示，本发明所得的一种焊条引弧剂，不会影响焊缝力学性能。

Claims (9)

1.一种电焊条引弧剂，其特征在于：包括混合粉以及粘结剂，所述混合粉包括如下重量份数的组分，铜粉10~18份、石墨18~32份、铝镁合金1~7份、二氧化锰1~7份、棉6~12份、海藻酸钠6~14份、钛酸钾8~16份、雾化铁粉11~22份。

2.根据权利要求1所述的电焊条引弧剂，其特征在于：所述混合粉包括如下重量份数的组分，铜粉12~16份、石墨20~30份、铝镁合金2~5份、二氧化锰2~5份、棉8~10份、海藻酸钠8~12份、钛酸钾10~14份、雾化铁粉13~19份。

3.根据权利要求1或2所述的电焊条引弧剂，其特征在于：粘结剂为钾钠水玻璃，模数2.0~2.5、粘度50~100mPa·s。

4.根据权利要求3所述的电焊条引弧剂，其特征在于：钾钠水玻璃与混合粉的重量比例为2.3~3.2：1。

5.根据权利要求1或2所述的电焊条引弧剂，其特征在于：铜粉中Cu质量含量≥98％、石墨中C质量含量≥98.0％、铝镁合金中Al质量含量≥47％、Mg质量含量≥47％、二氧化锰中MnO₂质量含量≥99％、海藻酸钠中Na质量含量10～12％、钛酸钾中TiO₂质量含量≥60％、K₂O质量含量≥28％；雾化铁粉中Fe质量含量≥98％、S质量含量≤0.020％、P质量含量≤0.020％、O质量含量≤0.020％。

6.如权利要求1-5任一项所述的电焊条引弧剂在碱性电焊条中的应用。

7.一种电焊条，其特征在于：引弧端焊芯端面上涂覆有如权利要求1-5任一项所述的电焊条引弧剂。

8.根据权利要求7所述的电焊条，其特征在于：电焊条引弧剂的涂覆厚度为0.8~2.0mm。

9.一种制备如权利要求7或8所述的电焊条的方法，其特征在于：包括如下步骤，

1）将各粉料按比例称重、混合均匀，制得混合粉；

2）向混合粉中加入钾钠水玻璃并搅拌混合均匀，制得电焊条引弧剂；

3）将电焊条引弧剂涂覆于电焊条引弧端焊芯端面上，再使用焊条烘干炉将涂覆有电焊条引弧剂的电焊条100~200℃烘烤30~60分钟。