[发明专利]一种焊条药皮及将其制备成焊条的方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种焊条药皮及将其制备成焊条的方法。

背景技术

铸铁作为一种重要的工程材料，因具有成本低、铸造性能好、减震性能优良等优点，广泛的应用机械制造行业。其中，灰铸铁是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上，在机械设备的毛坯中，灰铸铁件约占50%左右。据统计在铸件生产中因种种原因致使废品率高达20%以上，损失严重。

目前，通过补焊的方法将废品给予修复是降低损失的最佳途径。由于灰铸铁的焊接性极差，在焊补中主要存在以下问题：一是焊接接头很难机械加工，灰铸铁在补焊时，由于石墨化元素不足和冷却速度快，焊缝和半熔化区容易产生渗碳体（Fe₃C）生成白口组织，白铸铁组织硬度高达HB800，这使灰铸铁件焊补后很难机械加工。二是焊接接头容易产生裂纹，灰铸铁本身强度低，塑性极差，而焊接过程受热不均匀，造成焊缝及热影响区容易产生裂纹，再加上白口的冷却收缩率比灰铸铁母材大很多，使应力更加严重，裂纹倾向增加。

目前，专门用于灰铸铁焊补的焊条种类很多，但既能满足灰铸铁焊接性需求，又能降低焊接成本的焊条非常少。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种焊条药皮及将其制备成焊条的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种焊条药皮，以重量份计，焊条药皮由以下粉料组分组成：金红石5-7份，还原钛铁矿18-22份，高岭土4-6份，轻钙粉13-16份，铁红22-25份，滑石粉2-4份，铝粉10-14份，碱面1-3份、木粉4-6份、钛白粉4-7份，锰铁3-6份；焊条药皮的粘结剂为硅酸钠或硅酸钾水玻璃，每100g焊条药皮粉料中加入30-36g水玻璃。

以重量份计，焊条药皮由以下粉料组分组成：金红石6份，还原钛铁矿20份，高岭土5份，轻钙粉14份，铁红24份，滑石粉3份，铝粉12份，碱面2份，木粉5份，钛白粉5份，锰铁4份；焊条药皮的粘结剂为硅酸钠水玻璃，每100g焊条药皮粉料中加入33g水玻璃。

一种利用上述焊条药皮制备焊条的方法，按照上述焊条药皮中各组分的重量份配比，称取药皮中的粉料组分于混合料机内混合均匀，再添加粘结剂将混合粉末搅拌均匀压涂在焊芯上，然后于烘箱内烘干后得到焊条，控制药皮重量系数在0.3-0.45之间，其中药皮重量系数为药皮与焊芯的质量比。

一种利用上述焊条药皮制备焊条的方法，按照上述焊条药皮中各组分的重量份配比，称取焊条药皮中的粉料于混合料机内混合均匀，再添加粘结剂将混合粉末搅拌均匀压涂在焊芯上，然后于烘箱内烘干后得到焊条，控制药皮重量系数在0.3-0.45之间，其中药皮重量系数为药皮与焊芯的质量比。

金红石、钛白粉和还原钛铁矿的主要成分都是二氧化钛，但是含有的其它成分不同，其物理作用不同。金红石：主要作用是作为药皮的造渣剂和稳弧剂，在焊接过程中，能够改善焊缝的成型和脱渣性，飞溅颗粒小；钛白粉：主要作用是增加药皮的可塑性和白度，提高焊条的压涂性；还原钛铁矿：含有碳和氧化亚铁，在焊接过程中，还原钛铁矿发生氧化还原反应，生成单质铁和二氧化碳，起到药皮中添加铁粉和二氧化钛的作用。

轻钙粉：主要作用是造渣和造气，在焊接过程中，轻钙粉生成的气体起到隔绝空气防止熔滴和焊条熔敷金属被氧化和氮化；同时可以调节熔渣的碱度、粘度和表面张力，提高焊缝的塑性和韧性。

铝粉和铁红：铝粉和铁红在焊接过程中反应放出大量的热，提高了焊接的温度，降低焊接的冷却速度，促进焊缝坡口聚集的碳生成石墨化元素，减少白口区厚度，降低焊缝的强度，进而降低焊缝的开裂倾向，也进一步提高了焊接接头的机械加工性能。

锰铁：主要是在焊接过程中起到脱氧的作用，防止焊缝表面和横断面出现气孔。

碱面：碱面的作用是造气，碱面的成分为碳酸氢钠，熔点低，生成二氧化碳和一氧化碳，起到隔离空气保护电弧的作用。

木粉：木粉也起到造气的作用，另外，木粉具有很大的弹性，可以增加药皮的弹性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的原料价格低廉，制备出来的药皮成本低；在焊接使用时，焊接表面没有出现气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷，焊缝成型光滑；电弧燃烧稳定，飞溅颗粒小，药皮熔化均匀，无成块脱落现象，焊后易脱渣；用常规刀具和常规的切削参数对焊接接头进行加工，在加工过程中，未出现打刀现象，在被切削表面上无让刀痕迹，机械加工性能好。

具体实施方式

以下各实施例中药皮重量系数均为药皮与焊芯的质量比。