覆铜焊条及其制造方法
覆铜焊条及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电弧焊的焊条，具体涉及一种覆铜焊条及其制造方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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覆铜焊条，同时提出该覆铜焊条的制造方法。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供的一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7?8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20?25份、碳酸钾10?12份、碳酸钙6?10份、水玻璃20?25份、纳米二氧化钛I?3份、纳米氧化铁2?3份、二氧化锰I?1.5份、稀土镧0.5?I份、高岭土 8?12份、左云土 6?10份。
[0007]作为优选，所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°?100°。
[0008]作为优选，所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，具体地，是将工作部和夹持部分别夹持于相对旋转的两端，确保其同轴后端面相互压紧并进行相对旋转，在接触面生成的摩擦热与分子迀移使两者快速结合，在旋转停止后形成一体的金属杆。
[0009]本发明同时提出上述覆铜焊条的制造方法，包括以下步骤:
[0010]I)截取指定长度的铁合金丝作为工作部；
[0011]2)截取指定长度的镀铜铝丝作为夹持部；
[0012]3)采用摩擦焊的方式将工作部和夹持部焊接成一体；
[0013]4)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的角度为40°?100° ；
[0014]5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；
[0015]6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。
[0016]使用时，由于夹持部与工作部属于不同合金，当焊条即将燃尽至两种合金的接触界面时，铝芯在高温下快速氧化，与融化的铁合金焊芯脱离，同时与工件之间被药皮形成的气体与焊渣隔离，形成自动分离的效果，此时即便刚好到达焊缝的末端，焊条头也能够自动脱落，焊工不再需要用力将焊条头从焊缝处拔离，彻底避免了焊条头残留的问题。
[0017]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。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】
[0018]实施例1:一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石22份、碳酸钾11份、碳酸钙8份、水玻璃21份、纳米二氧化钛2份、纳米氧化铁2份、二氧化猛1.2份、稀土镧0.8份、高岭土 10份、左云土 7份。
[0019]铁合金丝和镀铜铝丝均是现有的电缆线材。
[0020]制造时，将焊芯切割的长度调整为原长度减去夹持部的长度，并将焊芯的顶端制成锥形，锥形的顶角为40°?100°。将工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，将工作部和夹持部夹持于旋转装置如车床上，确保其同轴后端面相互压紧，进行相对旋转和摩擦，在接触面生成的摩擦热与分子迀移形成牢固的结合，在旋转停止后成为一体的金属杆。药皮涂覆时覆盖原有焊芯和一小段夹持部，随后在夹持部外侧的药皮上涂覆湿度显色指示剂，该显色剂采用现有技术中成熟的硅胶、氯化钙等吸水变色材料。制造完成后按照GB/T25774，GB/T3670进行检验，各项性能指标满足标准的要求。
[0021]实施例2:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20份、碳酸钾10份、碳酸钙6份、水玻璃20份、纳米二氧化钛I份、纳米氧化铁2份、二氧化猛I份、稀土镧0.5份、高岭土 8份、左云土 6份。
[0022]实施例3:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:7.5 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石25份、碳酸钾12份、碳酸钙10份、水玻璃25份、纳米二氧化钛3份、纳米氧化铁3份、二氧化猛1.5份、稀土镧I份、高岭土 12份、左云土 10份。
[0023]实施例4:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石23份、碳酸钾10份、碳酸钙7份、水玻璃20份、纳米二氧化钛2.6份、纳米氧化铁2.1份、二氧化锰1.4份、稀土镧0.6份、高岭土 9份、左云土 9份。
[0024]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，其特征在于:所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7?8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20?25份、碳酸钾10?12份、碳酸钙6?10份、水玻璃20?25份、纳米二氧化钛I?3份、纳米氧化铁2?3份、二氧化猛I?1.5份、稀土镧0.5?I份、高岭土 8?12份、左云土 6?10份。2.根据权利要求1所述的覆铜焊条，其特征在于:所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°?100°。3.根据权利要求1所述的覆铜焊条，其特征在于:所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接。4.权利要求1所述的一种覆铜焊条的制造方法，其特征在于包括以下步骤: 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)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的角度为40°?100°； 5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；所述药皮的成分如权利要求I所述 6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。5.根据权利要求4所述的一种覆铜焊条的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，所述药皮按照常规方法进行配制。
【专利摘要】本发明公开了一种覆铜焊条及其制造方法，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；夹持部与工作部的长度比为1:7~8；药皮包括如下重量份数的成分：钠长石20~25份、碳酸钾10~12份、碳酸钙6~10份、水玻璃20~25份、纳米二氧化钛1~3份、纳米氧化铁2~3份、二氧化锰1~1.5份、稀土镧0.5~1份、高岭土8~12份、左云土6~10份。该方法是将工作部与夹持部摩擦焊接后涂覆药皮。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。
【IPC分类】B23K35/12, B23K35/40, B23K35/365
【公开号】CN104889607
【申请号】CN201510329224
【发明人】不公告发明人
【申请人】赵兰
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电弧焊的焊条，具体涉及一种覆铜焊条及其制造方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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覆铜焊条，同时提出该覆铜焊条的制造方法。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供的一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7?8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20?25份、碳酸钾10?12份、碳酸钙6?10份、水玻璃20?25份、纳米二氧化钛I?3份、纳米氧化铁2?3份、二氧化锰I?1.5份、稀土镧0.5?I份、高岭土 8?12份、左云土 6?10份。
[0007]作为优选，所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°?100°。
[0008]作为优选，所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，具体地，是将工作部和夹持部分别夹持于相对旋转的两端，确保其同轴后端面相互压紧并进行相对旋转，在接触面生成的摩擦热与分子迀移使两者快速结合，在旋转停止后形成一体的金属杆。
[0009]本发明同时提出上述覆铜焊条的制造方法，包括以下步骤:
[0010]I)截取指定长度的铁合金丝作为工作部；
[0011]2)截取指定长度的镀铜铝丝作为夹持部；
[0012]3)采用摩擦焊的方式将工作部和夹持部焊接成一体；
[0013]4)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的角度为40°?100° ；
[0014]5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；
[0015]6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。
[0016]使用时，由于夹持部与工作部属于不同合金，当焊条即将燃尽至两种合金的接触界面时，铝芯在高温下快速氧化，与融化的铁合金焊芯脱离，同时与工件之间被药皮形成的气体与焊渣隔离，形成自动分离的效果，此时即便刚好到达焊缝的末端，焊条头也能够自动脱落，焊工不再需要用力将焊条头从焊缝处拔离，彻底避免了焊条头残留的问题。
[0017]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。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】
[0018]实施例1:一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石22份、碳酸钾11份、碳酸钙8份、水玻璃21份、纳米二氧化钛2份、纳米氧化铁2份、二氧化猛1.2份、稀土镧0.8份、高岭土 10份、左云土 7份。
[0019]铁合金丝和镀铜铝丝均是现有的电缆线材。
[0020]制造时，将焊芯切割的长度调整为原长度减去夹持部的长度，并将焊芯的顶端制成锥形，锥形的顶角为40°?100°。将工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接，将工作部和夹持部夹持于旋转装置如车床上，确保其同轴后端面相互压紧，进行相对旋转和摩擦，在接触面生成的摩擦热与分子迀移形成牢固的结合，在旋转停止后成为一体的金属杆。药皮涂覆时覆盖原有焊芯和一小段夹持部，随后在夹持部外侧的药皮上涂覆湿度显色指示剂，该显色剂采用现有技术中成熟的硅胶、氯化钙等吸水变色材料。制造完成后按照GB/T25774，GB/T3670进行检验，各项性能指标满足标准的要求。
[0021]实施例2:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20份、碳酸钾10份、碳酸钙6份、水玻璃20份、纳米二氧化钛I份、纳米氧化铁2份、二氧化猛I份、稀土镧0.5份、高岭土 8份、左云土 6份。
[0022]实施例3:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:7.5 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石25份、碳酸钾12份、碳酸钙10份、水玻璃25份、纳米二氧化钛3份、纳米氧化铁3份、二氧化猛1.5份、稀土镧I份、高岭土 12份、左云土 10份。
[0023]实施例4:与实施例1基本相同，所不同的是:夹持部与所述工作部的长度比为1:8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石23份、碳酸钾10份、碳酸钙7份、水玻璃20份、纳米二氧化钛2.6份、纳米氧化铁2.1份、二氧化锰1.4份、稀土镧0.6份、高岭土 9份、左云土 9份。
[0024]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种覆铜焊条，包括金属芯和药皮，其特征在于:所述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；所述夹持部与所述工作部的长度比为1:7?8 ;所述药皮包括如下重量份数的成分:钠长石20?25份、碳酸钾10?12份、碳酸钙6?10份、水玻璃20?25份、纳米二氧化钛I?3份、纳米氧化铁2?3份、二氧化猛I?1.5份、稀土镧0.5?I份、高岭土 8?12份、左云土 6?10份。2.根据权利要求1所述的覆铜焊条，其特征在于:所述工作部的顶端为锥形，所述锥形的顶角为40°?100°。3.根据权利要求1所述的覆铜焊条，其特征在于:所述工作部与夹持部的结合处采用摩擦焊接的方式连接。4.权利要求1所述的一种覆铜焊条的制造方法，其特征在于包括以下步骤: 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)将工作部顶端斜切成锥形，锥形的角度为40°?100°； 5)将工作部竖直浸入药皮槽中，并使药皮部分接触夹持部；所述药皮的成分如权利要求I所述 6)在药皮与夹持部的界面上涂覆湿度显色指示剂。5.根据权利要求4所述的一种覆铜焊条的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，所述药皮按照常规方法进行配制。
【专利摘要】本发明公开了一种覆铜焊条及其制造方法，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；夹持部与工作部的长度比为1:7~8；药皮包括如下重量份数的成分：钠长石20~25份、碳酸钾10~12份、碳酸钙6~10份、水玻璃20~25份、纳米二氧化钛1~3份、纳米氧化铁2~3份、二氧化锰1~1.5份、稀土镧0.5~1份、高岭土8~12份、左云土6~10份。该方法是将工作部与夹持部摩擦焊接后涂覆药皮。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。
【IPC分类】B23K35/12, B23K35/40, B23K35/365
【公开号】CN104889607
【申请号】CN201510329224
【发明人】不公告发明人
【申请人】赵兰
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
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