[发明专利]一种野外焊接用双层药皮涂药焊条

说明书

本发明属于焊接材料领域，具体是一种野外焊接用双层药皮涂药焊条。包括金属焊芯、导电桥接环、金属网罩、药皮Ⅰ、药皮Ⅱ，金属焊芯分为焊接段和焊钳夹持段，其分界处设有导电桥接环，焊接段的外侧由内至外依次套接有药皮Ⅰ、金属网罩和药皮Ⅱ，导电桥接环设置在药皮Ⅰ靠近焊钳夹持段一端的侧壁上，导电桥接环与药皮I均被套接在金属网罩内，导电桥接环的厚度与药皮I的长度之和与金属网罩的长度相同，药皮Ⅱ包覆在金属网罩外并通过网孔与药皮Ⅰ连接。本发明在增大药皮厚度的同时，保证了药皮与焊芯结合牢固，焊条的导电性好，焊接时对熔池保护作用强，防风、防尘、防水汽效果好，适合于野外焊接，本发明是野外焊接用涂药焊条方面的创新。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体是一种野外焊接用双层药皮涂药焊条。

背景技术

随着工业生产的飞速发展，野外施工越来越多，如油气管道、矿山、桥梁、造船厂等野外施工场合，现场焊接需求越来越大，由于环境因素(如风力偏大、沙尘较多、空气潮湿等)的影响，野外焊接困难较大。

目前野外焊接采用较多的是涂药焊条和自保护焊丝，使用自保护焊丝存在如下问题：①防风能力差，焊接电弧不稳定；②野外作业时熔池温度降低速率快，冶金反应不充分，焊缝成分中存留较多的氧、氮、氢等有害元素；③自保护生成的熔渣量少，在焊缝表面的厚度小，保护力弱，而野外焊接时沙尘较多，造成沙尘混入焊缝形成夹渣。基于以上诸多原因，目前野外焊接时已逐步采用涂药焊条代替自保护焊丝，涂药焊条由金属焊芯及药皮两部分构成，是在金属焊芯外将药皮均匀、向心的压涂在金属焊芯上。

金属焊芯的作用是：①焊接时金属丝要传导焊接电流，在工件与焊条端头之间产生电弧，把电能转换成热能；②金属焊芯本身也会熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。

焊条药皮的作用是：①提高焊接时的工艺性能，保证焊接电弧的稳定燃烧，最终得到成形美观的焊缝；②焊条药皮熔化后，产生的大量气体笼罩着电弧和熔池，会减少熔化的金属和空气的相互作用，焊缝冷却时，熔化后的药皮形成一层熔渣覆盖在焊缝表面，保护焊缝金属并降低焊缝冷却速度，有利于气体逸出，防止产生气孔等缺陷；③通过药皮成分将所需合金元素熔入焊缝金属当中，起到调节焊缝化学成分的作用。

使用涂药焊条的时候，存在如下技术问题：正常厚度的焊条药皮不能满足野外焊接的要求，表现在电弧不稳定、电弧热量不集中、焊缝冷却时药皮形成的覆盖在焊缝表面的熔渣少、焊缝中气孔产生率高等。为了减小这种危害，技术人员进行了大量的研究工作，主要手段是增大药皮的厚度或采用双层药皮，即增加焊接时参与反应的药皮总量。在实际应用中，增加药皮厚度的方法带来了另外的问题：①药皮附着力差，容易脱落；②焊条药皮熔化不充分，因为药皮中所含的物质大部分为无机非金属材料(如大理石、萤石、钛白粉等)，其导电性差，厚度大的药皮会造成药皮含量增大，严重影响了焊接时电弧燃烧的稳定性，同时减弱了造气造渣的效果，也易出现熔池中冶金反应不充分、药皮成块落入熔池形成夹渣等缺陷，焊缝质量下降。

申请号201310623437.6的中国专利(申请日2013年12月1日)公开了一种厚药皮焊条，焊芯表面上设有凹槽，增大了焊芯与厚药皮之间的摩擦力，即增大了焊芯与厚药皮之间的结合力，但并没有解决厚药皮导电性差所造成的问题，虽然药皮增厚有了积极作用，但药皮不能充分熔化出现了新的负面影响。

申请号201711308117.6的中国专利(申请日2017年12月11日)公开了一种耐热疲劳性能优越的堆焊焊条，由焊芯和两层药皮组成，两层药皮的成分不同，作用不同，但并没有解决增加药皮厚度带来的药皮附着力差和焊条导电性差的问题，也无法消除药皮不能充分熔化出现的负面影响。

如何解决上述问题，是本领域科技人员工作的当务之急。

发明内容