CN1180917C

CN1180917C - 堆焊电焊条

Info

Publication number: CN1180917C
Application number: CNB001291475A
Authority: CN
Inventors: 韩景民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2020-10-09
Also published as: CN1290587A

Abstract

本发明是堆焊电焊条，其包括有H08A低碳钢焊芯和药皮；其中药皮的组成包括：碳酸钙，金红石，钛白粉，碳素铬铁，金属锰，钨铁，钼铁，钒铁，纤维状填充料和硅酸盐粘合剂；或和钾长石，或和稀土硅。该配方各组分按常规工艺，分别采用125～425μm粒度的药粉，经混合搅拌均匀，再由硅酸盐粘合剂制成药皮涂料，压涂在焊芯表面上，制成药皮厚度适当的堆焊电焊条。本焊条堆焊层硬度HRc 58～60，符合陶瓷模具的硬度要求。焊接操作焊前工件不用预热，焊后不用保温。堆焊成型美观，脱渣容易，飞溅较少，烟雾较小，焊后不开裂，保证本焊条质量。

Description

堆焊电焊条

技术领域

本发明涉及焊接技术的改进，具体讲是一种堆焊电焊条，其属于焊接技术领域。

背景技术

现有技术中，随着建筑业的飞速发展，建筑陶瓷得到了广泛的应用。陶瓷模具是建筑陶瓷生产所必须的配套工具，然而它的磨损速度比较快。模具使用周期比较短，模具用量大，从而造成模具厂成本增大。其原因是陶瓷模具的关键部分——由于模芯的质量不稳定，造成了模具质量的不稳定，直接影响了陶瓷模具的使用寿命。在实际生产模具过程中，堆焊是在工件表面堆敷一层具有一定性能的材料的工艺过程。其目的是提高工件工作面的耐磨损、耐腐蚀或耐热等特殊性能。例如，在普通碳素钢工件表面上堆焊一层耐磨合金，即获得了理想的耐磨性的工件工作面，又降低了成本。所以，利用堆焊工艺，来修复受到磨损或腐蚀的工件是既经济而又有效的方法。经堆焊工艺处理的陶瓷模具，其堆焊焊层的硬度技术要求可达HRc 58～60。然而堆焊工艺中，最大的难点是堆焊层开裂。防止开裂的方法是将工件焊前预热，焊后保温缓冷，以防止温度骤变而产生的应力集中进而造成的焊层开裂。但是由此带来的是耗能大、焊工的工作环境差、劳动强度大的问题。对于钢制各种模具，尤其是陶瓷模具的磨损待修，迫切需要专用电焊条，以便及时利用堆焊工艺修复受到磨损或腐蚀的工件。可是采用普通耐磨电焊条焊接，其效果较差，不能满足生产要求。陶瓷模具堆焊国内目前尚无专用电焊条。有的生产厂家所使用的堆焊焊条大多是采用钛钙型、石墨型、低氢型药皮的。例如有的厂家用堆322(D322)电焊条代用。该焊条堆焊过程中存在的最大问题是：

(1)耗能大：为防止焊后开裂，模芯焊前须在电炉中加热4～5小时(温度≥420℃)；焊后的模芯又需在电炉中保温8～10小时(温度≥460℃)。

(2)焊接质量差：在预热和保温的过程中稍有疏忽，就会产生焊缝裂纹，造成返工。

(3)工作效率低：由于焊件较重加之加热后温度较高，至使焊工的劳动强度过大、工作环境太差、生产效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述模具堆焊的三个不足之处，提供一种堆焊电焊条，该焊条以求达到：焊前模芯不用预热，焊后不用保温，模芯焊缝不开裂，减轻焊工的劳动强度，改善工作环境。

本发明的任务是由以下技术方案完成的，研制了一种新式堆焊电焊条，其包括：焊芯和外层药皮，其中外层药皮由以下组分构成，包括有碳酸盐、碳素铬铁、金属锰、钨铁、钼铁、钒铁和硅酸盐粘合剂。该药皮的具体制备工艺如下：

组分重量百分比(％)

碳酸盐 1～18；

钛酸盐 15～50；

碳素铬铁 5～30；

金属锰 4～13；

钨铁 8～30；

钼铁 3～18；

钒铁 1～10；

纤维状填充料 1～5；

硅酸盐粘合剂 19～22；

以上配方除硅酸盐粘合剂以外的各组分按常规加工工艺，分别采用125～425μm粒度的药粉，经混合搅拌均匀，再由硅酸盐粘合剂制成药皮涂料，压涂在焊芯表面上，再经常规加工工艺，制成药皮厚度在1.2～2.0mm，用于堆焊焊接的堆焊电焊条。

本堆焊电焊条所述的焊芯，其选用的钢材为：H08A低碳钢，其规格为：φ3.2～4.0mm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其配方中还可加入稀土硅，其加入的重量百分比为：0～3％，其原料的技术要求是：含稀土元素量在24～27％，含硅量要≤43％，含钙量要≤5.0％，粒度≯425μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其配方中还可加入钾长石，其加入的重量百分比为：0～15％，其原料的技术要求是：含二氧化硅量在63～73％，含氧化铝量在15～24％，含硫、磷量分别要≤0.040％，粒度≯425μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的碳素铬铁所选用原料的技术要求是：含铬量要≥60％，含碳量要≤6.0％，含硫量要≤0.03％，含磷量要≤0.04％，粒度≯250μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的钛酸盐所选用原料是：金红石或钛白粉；所选用金红石原料的技术要求是：含二氧化钛量为≥87.0％，粒度≯425μm。所选用钛白粉原料的技术要求是：含二氧化钛量为≥98.0％，粒度≯125μm。所选用两种原料含硫、磷量分别要≤0.040％。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的碳酸盐选用碳酸钙，所选用原料的技术要求是：含碳酸钙量要≥98.0％，含硫、磷量分别要≤0.030％，粒度125～250μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的金属锰所选用原料的技术要求是：含锰量要在97.0％，含硫、磷量要≤0.04％，粒度≯300μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的钨铁所选用原料的技术要求是：含钨量要≥70％，含碳量要≤0.80％，含硫量要≤0.10％，含磷量要≤0.06％，粒度≯250μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的钼铁所选用原料的技术要求是：含钼量要≥55％，含碳量要≤0.25％，含硫量要≤0.15％，含磷量要≤0.10％，粒度≯250μm。

本堆焊电焊条所述的外层药皮，其中的钒铁所选用原料的技术要求是：含钒量要≥40％，含碳量要≤1.0％，含硫量要≤0.06％，含磷量要≤0.10％，粒度≯250μm。

本发明的优点在于：由于采用焊接时，以增强焊接铁水的流动性的途径，选用碳酸盐，可使焊接时，电弧稳定；碳酸钙再和二氧化钛(TiO₂)协同作用，配以TiO₂提高焊条的交流稳弧性，堆焊时可细化熔滴，有利于消除焊缝气泡，使堆焊金属(铁水凝固后)不开裂。经过多次研究，可达到堆焊焊层的HRc 58～60，完全符合陶瓷模具的硬度要求；而且焊前模芯不用预热，焊后不用保温。对于一个小规模的企业节能费用约2万元/年：电炉按10千瓦/台×12小时/日×270日/年计算。本发明的焊条在广东佛山、福建泉州、山东淄博等地的大小几十家模具厂使用，普遍反映该焊条操作得心应手、成型美观、脱渣容易、飞溅较少、烟雾较小。本焊条使用后，堆焊金属的模芯，焊后不开裂，提高了成品率，减少了浪费，保证了质量。本发明的焊条在使用过程中，因不用加热、保温，减轻焊工的劳动强度。使焊工焊接时，也可打开门窗通风，并且不用面对加热后的高温烘烤的工件，从而改善了工作环境，提高了工作效率。由于本发明的药皮配方区别于其它同类焊条的药皮配方，选用了适量低的(5～30％)碳素铬铁，这一合金剂一般用量在40～45％，而本发明利用适量的铬—铁—碳稳定的三维络合效应，使堆焊金属牢固地结合在模具工件表面上，实现了焊后堆焊金属不开裂的积极效果。本发明的药皮采用的纤维状填充料是棉或化学纤维，其在该药皮压涂成型时起连接整合作用，在焊接熔融时起脱氧和渗碳作用，有利于焊接质量的提高。

具体实施方式

本发明的保护范围不仅局限于实施例内，本发明的实施例体现了本发明的保护范围。

本堆焊电焊条所选用的焊芯，其钢材为：H08A低碳钢，其尺寸规格：φ3.2～4.0mm。

本发明的药皮，使用2.9模数(M)的K∶Na＝3∶1的47～49°Bé硅酸盐水玻璃作为粘合剂，其加入量占原料粉总量的19～22％。

本发明的药皮，使用的纤维状填充料为棉纤维，其加入量占原料粉总量的4％。

本发明的药皮配方除硅酸盐粘合剂以外的各组分按常规加工工艺步骤进行，先分别加工成各组分按配方规定的粒度范围(μm)的药粉，经混合搅拌均匀，再由硅酸盐粘合剂搅拌均匀，制成药皮涂料，再经焊条涂粉机压涂在焊芯表面上，制成药皮厚度在1.2～2.0mm的堆焊电焊条。

本发明的药皮主要原料配方实施例如下表1：

表1

本发明的药皮各组分原料的技术条件如下表2：

表2

名称	技术条件	粒度	产地
名称	技术条件	粒度	产地	大理石	CaCO3≥98.0 S≤0.030 P≤0.030	125~250μm	江苏高资大理石厂
钛白粉	TiO2≥98.0 S≤0.040 P≤0.040	≯125μm	江苏镇江钛白粉厂	大理石	CaCO3≥98.0 S≤0.030 P≤0.030	125~250μm	江苏高资大理石厂
钛白粉	TiO2≥98.0 S≤0.040 P≤0.040	≯125μm	江苏镇江钛白粉厂	金红石	Ti02≥87.0 S≤0.040 P≤0.040	≯425μm	河北宣化铁合金厂
金属锰	Mn 97.0 S≤0.040 P≤0.040	≯300μm	辽宁锦州铁合金厂	金红石	Ti02≥87.0 S≤0.040 P≤0.040	≯425μm	河北宣化铁合金厂
金属锰	Mn 97.0 S≤0.040 P≤0.040	≯300μm	辽宁锦州铁合金厂	碳素铬铁	Cr≥60 C≤6.0 S≤0.03 P≤0.04	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂
钨铁	W≥70 C≤0.80 S≤0.10 P≤0.06	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂	碳素铬铁	Cr≥60 C≤6.0 S≤0.03 P≤0.04	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂
钨铁	W≥70 C≤0.80 S≤0.10 P≤0.06	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂	钼铁	Mo≥55 C≤0.25 S≤0.15 P≤0.10	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂
钒铁	V≥40 C≤1.0 S≤0.06 P≤0.10	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂	钼铁	Mo≥55 C≤0.25 S≤0.15 P≤0.10	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂
钒铁	V≥40 C≤1.0 S≤0.06 P≤0.10	≯250μm	辽宁锦州铁合金厂	稀土硅	Re 24～27 Si≤43 Ca≤5.0 Ti≤3.0	≯425μm	内蒙包头
钾长石	SiO₂63～73 Al₂O₃15～24 S、P≤0.040	≯425μm	山东泰安	稀土硅	Re 24～27 Si≤43 Ca≤5.0 Ti≤3.0	≯425μm	内蒙包头

Claims

1、一种堆焊电焊条，其包括：H08A低碳钢焊芯和外层药皮，其特征在于：该药皮包括的具体组成如下：

组分重量百分比(％)

碳酸钙 1～18；

金红石或钛白粉 10～50；

碳素铬铁 5～30；

金属锰 4～13；

钨铁 8～30；

钼铁 3～18；

钒铁 1～10；

纤维状填充料 1～5；

硅酸盐粘合剂 19～22。

2、一种堆焊电焊条的制造方法，以上配方除硅酸盐粘合剂以外的各组分按常规加工工艺，分别采用125～425μm粒度的药粉，经混合搅拌均匀，再加入硅酸盐粘合剂制成药皮涂料，再按常规涂压加工工艺，涂敷在焊芯表面上，制成药皮厚度在1.2～2.0mm的，用于堆焊焊接的堆焊电焊条；其特征在于：所述的药皮，其配方中还可加入稀土硅，其加入的重量百分比为：0～3％，其原料的技术要求是：含稀土元素量在24～27％，含硅量要43％，含钙量要≤5.0％，粒度≯425μm。

3、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的药皮，其配方中还可加入钾长石，其加入的重量百分比为：0～15％，其原料的技术要求是：含二氧化硅量在63～73％，含氧化铝量在15～24％，含硫、磷量分别要≤0.040％，粒度≯425μm。

4、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的药皮，其中的碳素铬铁所选用原料的技术要求是：含铬量要60％，含碳量要≤6.0％，含硫量要≤0.03％，含磷量要≤0.04％，粒度≯250μm。

5、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的金红石或钛白粉；所选用金红石原料的技术要求是：含二氧化钛量为≥87.0％，粒度≯425μm；所选用钛白粉原料的技术要求是：含二氧化钛量为≥98.0％，粒度≯125μm；所选用两种原料含硫、磷量分别都要≤0.040％。

6、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的碳酸钙所选用原料的技术要求是：含纯碳酸钙量要≥98.0％，含硫、磷量分别要≤0.030％，粒度125～250μm。

7、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的金属锰所选用原料的技术要求是：含锰量要在≥97.0％，含硫、磷量要≤0.04％，粒度≯300μm。

8、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的钨铁所选用原料的技术要求是：含钨量要≥70％，含碳量要≤0.80％，含硫量要≤0.10％，含磷量要≤0.06％，粒度≯250μm。

9、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的钼铁所选用原料的技术要求是：含钼量要≥55％，含碳量要≤0.25％，含硫量要≤0.15％，含磷量要≤0.10％，粒度≯250μm。

10、根据权利要求2所述堆焊电焊条的制造方法，其特征在于：所述的外层药皮，其中的钒铁所选用原料的技术要求是：含钒量要≥40％，含碳量要≤1.0％，含硫量要≤0.06％，含磷量要≤0.10％，粒度≯250μm。