[发明专利]碳钢焊条及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于手工电弧焊的焊条，具体涉及一种碳钢焊条及其制造方法。

背景技术

焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，属于气-渣联合保护的熔化极电弧焊，它的原理是利用电弧放电所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而在工件之间获得牢固的结合界面。具有灵活性好，操作方便，对于焊前装配要求低，设备简单等优点。所以目前在钢结构制造中虽然已经大规模应用气体保护焊机和焊接机器人等自动化的焊接设备，但在一些复杂的焊缝中仍然需要采用传统的焊条电弧焊进行人工焊接。

手工电弧焊通常采用的工具是焊钳，其钳口用于夹持焊条的尾端。相应地焊条尾部有一段裸焊芯，约占焊条总长的1/16，用于焊钳夹持并有利于导电。使用时，涂覆于焊芯外表面的药皮在焊接过程中分解熔化后形成气体和熔渣，起到机械保护、冶金处理、改善工艺性能的作用。而焊条尾部供夹持的裸露部分由于缺乏药皮的保护，同时也夹持与钳口内，是无法得到利用的，通常在焊条烧到接近尾部时将其丢弃并更换新焊条。为了便于大批量制造，现有的焊条焊芯大多采用拉丝工艺形成一定直径的均质的金属丝，切断成指定长度后在外部涂覆药皮并在其尾端保留一端裸露部分。

在起重器、海洋钻井平台和船舶等复杂的大型钢结构如中，有些焊缝的特殊位置导致其焊接和检验都存在很大难度。如果焊条工作部燃尽时刚好完成了某条隐蔽的焊缝，焊工可能会直接松开焊钳，导致焊条头遗留并固化在了焊缝的末端，焊条头存在脱落卡入机械装置中的风险。可见在特定的应用条件下，必须保证焊条头与焊缝的有效分离。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种在焊接结束时不易残留焊条头的碳钢焊条，同时提出该碳钢焊条的制造方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的碳钢焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，所述药皮涂覆于所述工作部的外表面，所述工作部为铁合金丝，所述夹持部为镀铜铝丝，所述药皮包含17.0～20.0％的磁铁矿，13.0～14.0％的锰铁，12.0～16.0％的淀粉；4.0～6.0％的钛铁矿，6.0～8.0％的金红石；5.0～7.0％的菱苦土；4.0～7.0％的碳酸锰，以及1.0～2.0％的镁铝合金，余量为微晶纤维素。

作为优选，所述工作部的顶端为半圆形。

作为优选，所述工作部与夹持部的结合处焊接在一起。

本发明同时提出上述碳钢焊条的制造方法，包括以下步骤：

1)截取指定长度的铁合金丝作为工作部；

2)截取指定长度的镀铜铝丝作为夹持部；

3)采用摩擦焊的方式将工作部和夹持部焊接成一体；

4)将工作部顶端打磨成半圆形；

5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；药皮的成分如权利要求1所述；

6)在50～80℃干燥，即制得所述碳钢焊条。

有益效果：本发明利用焊条工作部与夹持部的接触界面设计，利用不同金属与药皮的特性，在焊条即将用尽时实现焊条头的自动脱离，彻底避免了焊条头的残留，特别适用于复杂结构的手工电弧焊。

而且铝镀铜的结构一方面在焊钳夹持处具有良好的导电性，同时也有效避免了此处的氧化失效，再次镀铜层的颜色相比焊条药皮和钢结构具备显著的可识别性，即便掉落在构件内也很容易被发现。

以纤维素为基体的药皮的特定组分提高了焊条电弧穿透力，立焊性能优良，焊条尾部药皮抗碳化能力强、单面焊双面成形好。

进一步增加湿度显色剂的措施，在使用前可以直接查看焊条的保存合格程度，若湿度超标则将其入烘干箱进行烘干，直至显色正常，避免了因焊条保存不当造成的焊接不良。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的碳钢焊条只需在现有制造工艺基础上进行部分改进即可，焊芯和药皮的组分保持不变，只是焊钳夹持的部分的材质改为镀铜铝丝，镀铜铝丝可以直接采购现有的电缆线材。

碳钢焊条，包括金属芯和药皮，金属芯包括固定连接的工作部和夹持部，药皮涂覆于工作部的外表面，工作部为铁合金丝，夹持部为镀铜铝丝，药皮包含17.0％的磁铁矿，13.0％的锰铁，12.0％的淀粉；4.0％的钛铁矿，6.0％的金红石；5.0％的菱苦土；4.0％的碳酸锰，以及1.0％的镁铝合金，余量为微晶纤维素。以上百分数为重量百分数。

上述工作部的顶端为半圆形。工作部与夹持部的结合处焊接在一起。

上述碳钢焊条的制造方法，包括以下步骤：