本发明属于焊接材料。主要适用于焊接普通低碳钢结构。 为了提高焊接效率,国内外都在开发和应用高效铁粉焊条。当焊条的熔敷效率在140%以上时,由于熔敷量的增加和辅助劳动时间的减少,可使焊接劳动生产率提高一倍以上。目前,氧化钛型高效铁粉焊条应用很广泛。作为氧化钛的原材料,国外多采用天然金红石(TiO2≥95%),国内除采用天然金红石外,还采用人造金红石(TiO2≥85%),但不管是天然的还是人造的金红石,其成本都较高。中国专利CN85107951所述的高效低尘铁粉焊条中,含TiO215~30%,作为TiO2的原材料主要采用金红石等。该焊条的焊接工艺性能良好,发尘量低,焊接效率高,但不足之处也是焊条的成本较高。
本发明的目的在于提供一种不仅焊接工艺性能好,发尘量低,焊接效率高,且成本低的高效铁粉焊条。
其主要技术方案是采用还原钛铁矿作为氧化钛的原材料。还原钛铁矿中TiO2≥50%,FeO<9%。
所加入的还原钛铁矿为30~45%,折算后,含TiO215~20%,Fe6~10%,FeO2~5%,故药皮中TiO2含量和Fe的总量(铁粉及还原钛铁矿中所包含的Fe的总和)与中国专利CN85107951所述的焊条相当,其它成分差别不大。稍有不同的是FeO含量较高,随着FeO的增加,熔渣的碱度增高,有利于提高焊缝金属的韧性;但熔渣的氧化性也增高。为保证充分脱氧和焊缝合金化,相应地增加药皮中Fe-Mn地含量。由于碱性氧化物FeO增多,可以相应地降低含碱性氧化物的碳酸盐的量,这有利降低焊条发尘量。为保证焊接工艺性能,在FeO、碳酸盐等含量稍变化后,还要适当调整ZrO2、Al2O3等的含量,使熔渣的粘度、流动性和表面张力等处于合适的范围,保证施焊时飞溅小,脱渣容易,成形美观,再引弧性优良等特点。
综上所述,本发明高效铁粉焊条的药皮化学成分(重量%)为:还原钛铁矿30~45%,CaCO3、MgCO3、BaCO3中任一种或两种以上之和<8%,SiO2<10%,Al2O3<6%,ZrO2<5%,Fe-Mn4~12%,Fe-Si或Fe-Ti中的任一种或两种之和<5%,铁粉>35%。本发明的焊芯采用低碳钢芯,以水玻璃作为粘接剂,将上述成分范围的药皮涂敷在低碳钢芯上,即制成还原钛铁矿型高效铁粉焊条。
本发明焊条可采用交直流两种电源,适用于平焊、平角焊和横角焊。焊条的熔敷效率在145%以上,焊接生产率高。
还原钛铁矿的售价远低于天然或人造金红石的售价,故本发明焊条的成本明显降低。另外,还原钛铁矿中还含有20%的铁,也是提高焊接效率的重要因素。与金红石型焊条相比,在达到同样熔敷效率的前提下,采用还原钛铁矿时,铁粉的加入量可减少6~10%,这也相应地降低了焊条成本。
本发明焊条与专利CN85107951焊条成本估算相比较,影响成本最大的原材料有金红石、还原钛铁矿、铁粉和Fe-Mn。由于药皮较厚,生产一吨焊条需药皮材料约600公斤。通过估算,每生产1吨焊条,本发明的材料费为444元,而专利CN85107951的材料费为635.5元,即本发明焊条1吨可节省材料费191.5元。经济效果显著。表1为本发明与专利CN85107951焊条成本估算对照表。
实施例
根据本发明所述的药皮化学成分,配制了四种焊条药皮,其具体的化学成分列入表2。药皮的原材料配好后,加入适量粘结剂,并分别压涂在O8A焊芯上,制成四种焊条。采用这四种焊条在低碳钢钢板上施焊。结果表明,焊条的焊接工艺性能良好,焊接烟尘量低,劳动生产率高。表3为实施例施焊效果。