[發明專利]新渣系環保型低煙塵焊條

無效

• 申請號: 200610010300.3
• 申請日: 2006-07-18
• 公開（公告）號: CN101108451A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 孟工戈;金龍浩;楊拓宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23K35/365
• 分類號: B23K35/365
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種新渣系環保型低煙塵焊條。

背景技術：

由于焊接和焊條自身的特點，焊接過程中不可避免地要產生有害氣體和煙塵，它直接影響環境的保護和焊工的身體健康。

我國在低煙塵焊條研究方面，與國外產品相比還有較大的差距。注重環保的今天，減少生產和應用中各種污染物對人體的危害顯得格外重要。由于焊接和焊條自身的特點，焊接過程中不可避免地要產生有害氣體和煙塵，它直接影響環境的保護和焊工的身體健康。

發明內容：

本發明是在分析國內外多種堿性焊條藥皮渣系的基礎上，提出新的堿性焊條渣系，并利用中國數學會均勻設計分會推薦的均勻設計方法和計算機軟件安排試驗，研制出的一種新渣系環保型低煙塵焊條。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

新渣系環保型低煙塵焊條的組成包括：藥皮、焊芯。所述藥皮輔料的重量份數為：大理石17.44～42.9，氟化鋇3.77～13.52，硅灰石3.61～21.56，鈦白粉1.33～7.17，金紅石0～11.05，鋁鎂粉0～6.15，螢石3.97～16.94，碳酸鋇0～9.01，鐵粉0～24.71，低硅～2.5，中錳～3.5，鈦鐵～9.5，純堿～0.5。??

新渣系環保型低煙塵焊條的焊芯采用H08A。

這個技術方案有以下有益效果：

1.在選擇金屬碳酸鹽時，本發明采用的是大理石與碳酸鋇，而不選用菱苦土，其原因是菱苦土的發塵量較大。多種碳酸鹽的加入能改善熔滴的過渡形態，提高焊條的熔化速度，調整熔滴的粘度使熔滴的表面張力減小，從而使飛濺減少，獲得很好的工藝性能。

2.硅可以與堿金屬和堿土金屬形成玻璃狀進入渣中。因此，在藥皮中提高硅酸鹽不但可以降低煙塵，同時還可以降低煙塵的毒性。根據這一論點，本發明在眾多的藥皮輔料中選擇了硅灰石。該材料是一種天然偏硅酸鈣礦物，其分子式為CaSiO₃，它具有直線膨脹系數小，結晶相變溫度范圍窄等物理特性。因此，該輔料的加入還可以改善焊縫的脫渣性能，并且有利于焊條的全位置焊接。

3.從降低發塵量的角度出發，藥皮中的氟化物和碳酸鹽含量越低越好，而TiO₂的含量高些為好。從改善電弧穩定性來看，也希望焊條藥皮中氟化物的含量低些，TiO₂的含量高些，但TiO₂的含量不能太高，因為TiO₂含量過高會導致焊縫的低溫沖擊韌性下降。TiO₂的來源主要有金紅石與鈦白粉，它們都是很好的造渣劑，能使熔渣變成短渣。鈦白粉還是極好的粘塑劑，有利于改善焊條的壓涂性能。

4.金屬鎂的增加可以使氧量減少，提高焊接接頭的韌性。藥皮中加入鎂粉，焊接冶金過程中生成的MgF₂可以與易揮發的可溶性NaF(有毒)形成難揮發部溶性化合物NaMgF₃。當NaF形成難揮發部溶性化合物時，它的蒸汽壓降低，塵中可溶性氟絕對量也應跟隨減少，使其得到降塵降毒的作用。

5.鈦鐵、硅鐵、錳鐵、鐵粉等常用的鐵合金在加入量不大時都有一定的降塵、降毒作用，且比一般礦物粉劑作用強的多。鈦鐵是藥皮中常用的脫氧劑，它是一種活潑元素，對氧的親和力大，脫氧效果好。所以本發明在焊條藥皮中適當加入了多種金屬粉。

6.本發明充分考慮選定輔料之后，采用均勻設計的思想方法，使用中國數學會均勻設計分會推薦的計算機軟件，大量、系統地安排試驗，并通過非線性地逐步回歸分析研究而確定本發明的特定配比。本發明給出了焊條6個工藝性能指標(電弧穩定性、飛濺、焊渣覆蓋、脫渣、成形、氣孔和發塵量)與9種焊條藥皮輔料的關系，也給出了4種煙塵有害物化學分析成分含量(氟、鐵、鈉+鉀、鈣+鋇)與9種焊條藥皮輔料的關系，并且分別建立了這10個指標與9種焊條藥皮輔料之間的數學模型。經過方差分析，表明10個回歸方程呈高度顯著。此發明也給出了9種藥皮輔料對穩弧性、脫渣性、發塵量等多個工藝性能指標的影響規律曲線，用以直觀、粗略地觀察焊條藥皮輔料對不同焊接工藝性能的影響趨勢。

下表是采用均勻設計方法給出的在高維空間里試驗點(藥皮配方)的分布。

表1?新渣系環保型低煙塵焊條試驗配方數據(重量比例wt％)

下面分別是6個工藝性能指標對應于多種藥皮輔料的數學模型、方差分析與含義解釋。

(1)電弧穩定性

回歸方程????Y1：WH