[發(fā)明專(zhuān)利]一種焊渣可循環(huán)利用的氣保護(hù)藥芯焊絲

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2011-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102139424A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 栗卓新;史傳偉;李國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K35/36
• 分類(lèi)號(hào): B23K35/36;B23K35/40
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，具體涉及一種氣體保護(hù)焊所用的藥芯焊絲。

背景技術(shù)

氣體保護(hù)藥芯焊絲兼具焊條和氣體保護(hù)實(shí)心焊絲焊接的優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)效率高，焊接工藝性能好，在船舶、橋梁、海洋平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)等加工制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該類(lèi)藥芯焊絲主要用(天然)金紅石來(lái)造渣，成型和穩(wěn)弧，通常的添加量占到礦物粉的20％-50％，是藥芯焊絲藥粉成本的主要組成部分。氣保護(hù)藥芯焊絲的生產(chǎn)制造對(duì)于金紅石的需求極大，目前我國(guó)造船業(yè)迅猛發(fā)展，藥芯焊絲消耗量猛增，按我國(guó)目前每年使用50萬(wàn)噸藥芯焊絲，藥芯填充率20％計(jì)算，每年因生產(chǎn)藥芯焊絲所消耗的(天然)金紅石大概為4-5萬(wàn)噸。

表1世界(天然)金紅石資源主要分布情況

(以T₁O₂計(jì))????????????????????????????????萬(wàn)t

表1是全球(天然)金紅石的儲(chǔ)量情況，其最主要用于氯化法鈦白粉和海綿鈦的生產(chǎn)，(天然)金紅石在該領(lǐng)域消耗的占到年總消耗量的80％以上，其次為焊接領(lǐng)域。按照這種計(jì)算方法，我國(guó)(天然)金紅石的儲(chǔ)量不足以維持50年的應(yīng)用，甚至比石油等資源更加稀缺。目前我國(guó)金紅石很大一部分需要進(jìn)口，尤其是品質(zhì)較高的(天然)金紅石，對(duì)進(jìn)口的依賴(lài)率幾乎是100％。世界(天然)金紅石產(chǎn)量和儲(chǔ)量最多的國(guó)家，已經(jīng)采取措施限制金紅石的開(kāi)采和出口，其國(guó)內(nèi)金紅石開(kāi)采和加工企業(yè)都出現(xiàn)產(chǎn)量降低的傾向，而國(guó)際范圍內(nèi)藥芯焊絲的產(chǎn)量近年來(lái)卻呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，2001-2010年，我國(guó)藥芯焊絲的產(chǎn)量增長(zhǎng)了一倍以上，據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年的藥芯焊絲產(chǎn)量將是現(xiàn)在的2-3倍，與此對(duì)應(yīng)，對(duì)優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石的需求也會(huì)越來(lái)越大，優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石的供應(yīng)和價(jià)格將直接影響藥芯焊絲的質(zhì)量和價(jià)格。

做為氣保護(hù)藥芯焊絲藥粉主要成分之一的(天然)金紅石對(duì)藥芯焊絲的焊接質(zhì)量如熔敷金屬力學(xué)性能，電弧穩(wěn)定性，焊縫成型等影響很大，因此大多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用品質(zhì)高的優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石，純度在97％以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，純度97％的(天然)金紅石價(jià)格比純度92％的(天然)金紅石平均貴1/3，我國(guó)金紅石雖然總體儲(chǔ)量不低，但是優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石的儲(chǔ)量卻相對(duì)稀少，藥芯焊絲廠家不得不進(jìn)口優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石。

藥芯焊絲焊接后的焊渣是一種可行的(天然)金紅石的替代品。因其對(duì)優(yōu)化焊絲的工藝性能和力學(xué)性能有積極的作用，甚至在某些方面優(yōu)于(天然)金紅石，能起到(天然)金紅石所不具有的獨(dú)特作用。試驗(yàn)表明100g藥芯焊絲，焊接后產(chǎn)生的焊渣為11g-15g，焊渣粉末加工后可利用率在95％以上，添加到其中的金紅石在一次循環(huán)利用中損耗率在3％以下。優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石的成本按4000-5000元/噸計(jì)算，與此對(duì)應(yīng)的焊渣粉末回收，制作過(guò)程中的人工費(fèi)用，能源消耗，機(jī)器磨損等加起來(lái)也不足900元/噸(表2)，大大降低了成本，節(jié)約了資源。

表2焊渣粉末成本(元/噸)

藥芯焊絲焊接后的焊渣粉末不僅可以一次替代(天然)金紅石，而且其可以多次循環(huán)利用，達(dá)到了資源循環(huán)再利用的目的，是一種綠色的焊接材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于利用金紅石型藥芯焊絲的焊渣，經(jīng)過(guò)一系列加工過(guò)程，使其化學(xué)成分和粒度都符合要求，從而添加到藥芯焊絲藥粉中部分替代(天然)金紅石、降低藥芯焊絲成本并進(jìn)一步優(yōu)化藥芯焊絲的質(zhì)量。使現(xiàn)有的藥芯焊絲生產(chǎn)成本降低，降低了對(duì)優(yōu)質(zhì)(天然)金紅石的進(jìn)口依賴(lài)。同時(shí)焊渣粉末還具有(天然)金紅石所不具備的一些性能，用焊渣粉末制造的藥芯焊絲焊縫成型更加美觀，焊接工藝性能更優(yōu)越，全位置焊接適應(yīng)性更強(qiáng)，擴(kuò)散氫含量更低，抗裂性更好，發(fā)塵量更低，具有優(yōu)異的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。

本發(fā)明所提供的焊渣粉末制備方法，有以下幾個(gè)步驟組成：

1)焊渣的收集：將焊接后的焊渣進(jìn)行收集。

2)焊渣的粗篩：將第一步收集好的焊渣篩選，除去收集過(guò)程中帶進(jìn)去的粉塵等雜質(zhì)，采用20目的篩子篩選，保留粒度大于20目的焊渣。

3)焊渣的粗磨：將篩選過(guò)的焊渣進(jìn)行打碎粗磨，為下一步的磁選做準(zhǔn)備，粗磨后的焊渣，以能過(guò)20目的篩子為合格。

4)焊渣的磁選：藥芯焊絲焊渣中混合有飛濺顆粒，如果不除去對(duì)焊渣粉末的成分，后續(xù)的細(xì)磨都會(huì)造成不利影響，此步驟的目的在于除去焊渣粉末中的飛濺小顆粒。

5)焊渣的細(xì)磨：將經(jīng)過(guò)磁選的細(xì)磨，粒度以能全部通過(guò)40目的篩子為準(zhǔn)。

本發(fā)明所提供的焊渣再利用低成本氣保護(hù)藥芯焊絲，其焊絲外皮通常采用低碳鋼帶，填充率為12-18％，所述藥芯成分的化學(xué)組成(重量％)為：