專利名稱：脈沖燃燒型焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)急焊接領(lǐng)域，特別涉及一種以燃燒型焊條結(jié)構(gòu)和焊藥成分分段變化為特點(diǎn)的用于手工自蔓延立焊焊接的脈沖燃燒型焊條。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)在機(jī)器制造、石油化工、航空航天和電子工業(yè)等部門發(fā)揮著重要作用，特別是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)防科技的發(fā)展，新材料新能源的不斷出現(xiàn)，推動(dòng)了焊接技術(shù)的發(fā)展，目前各種焊接方法已有上百種?！笆晃濉蔽覈?guó)已將戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)急搶修列入國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告。在對(duì)裝甲、軍械等裝備出現(xiàn)的折斷、裂紋(裂縫)、破孔等失效的修復(fù)方法中，利用焊接進(jìn)行修復(fù)占具很大的比例。如何在戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行靠前快速焊修，多年來(lái)一直是軍事裝備維修工作者始終探索的課題。但是目前已有的絕大多數(shù)焊接方法，由于需要外界能源，設(shè)備笨重，機(jī)動(dòng)靈活性差等問(wèn)題，都不能很好地解決戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的快速搶修。手工自蔓延焊接作為一種全新的焊接方法，研制出了銅系、鐵系、鎳系三大類燃燒型焊條，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種碳鋼、不銹鋼、銅合金等金屬的手工自蔓延焊接。手工自蔓延焊接作為一種特殊的熔焊技術(shù)，在熱源、母材熔化、熔池特點(diǎn)、結(jié)晶機(jī)理等方面與普通熔焊存在著很大的區(qū)別，因此利用該技術(shù)進(jìn)行焊件的立焊操作時(shí)，通過(guò)對(duì)熔池內(nèi)熔融焊料與母材的潤(rùn)濕附著性，熔池深度，焊縫的形態(tài)以及熔渣生成的初步觀察分析和微觀組織分析及立焊焊件的力學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，其焊件的連接狀況離滿足戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)急搶修的要求還有很大差距。將普通燃燒型焊條直接用于實(shí)際焊接維修過(guò)程中的立焊，由于焊條熱量較高，極易導(dǎo)致焊接母材燒蝕甚至焊穿；另一方面，焊條冶金反應(yīng)所產(chǎn)生金屬流動(dòng)性強(qiáng)導(dǎo)致焊縫金屬的流失，所以難以取得理想效果。研究脈沖燃燒型焊條能更好的適應(yīng)于野外戰(zhàn)場(chǎng)無(wú)外界能源和設(shè)備情況下的搶修，對(duì)完成戰(zhàn)場(chǎng)快速搶修任務(wù)，提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力具有十分重要的軍事和經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)需外界能源和設(shè)備，攜帶方便、操作簡(jiǎn)單，滿足戰(zhàn)場(chǎng)或野外情況下立焊位置應(yīng)急焊接的脈沖燃燒型焊條。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種脈沖燃燒型焊條，其特征在于所述焊條由焊藥段和低熱造渣段交替排列組成焊藥段燃燒產(chǎn)生熱量較高可熔化母材，燃燒所產(chǎn)生的合金可填充焊縫；低熱造渣段燃燒產(chǎn)生熱量較低僅可維持燃燒，燃燒產(chǎn)生的熔渣覆蓋焊縫合金可保護(hù)焊縫金屬，焊藥段和低熱造渣段燃燒速度以及伴隨的冶金反應(yīng)均不同而達(dá)到脈沖式燃燒的效果。焊藥段由高熱劑、造渣劑、合金劑和脫氧劑組成，低熱造渣段由高熱劑、造渣劑和稀釋劑組成。 第一段焊藥段長(zhǎng)度為40 45mm，第二段以及后續(xù)焊藥段長(zhǎng)度為30 38mm。焊藥段中高熱劑由Cu0+Al、Fe203+Al組成，約占焊藥重量的百分比為40% 60%。造渣劑選自MoS2, CaCO3、Si02、CuO、Fe2O3、CaF2、KNO3、V2O5,約占焊藥重量的百分比為 20% 25%。合金劑選自Zr、Ni及稀土材料，約占焊藥重量的百分比為10% 20%。脫氧劑選自Ti和Mn，約占焊藥重量的百分比為10% 15%。相鄰兩焊藥段之間以5 15mm低熱造渣段隔開(kāi)。低熱造渣段中高熱劑由CuO+Al、Fe203+Al組成，約占焊藥重量的百分比為35% 50%。造渣劑選自CaC03、SiO2、CaF2、ΚΝ03、V2O5，約占焊藥重量的百分比為35% 45%。稀釋劑選自Na2B4OdP軟錳礦，約占焊藥重量的百分比為15% 20%。本發(fā)明的脈沖燃燒型焊條主要用于各種碳鋼結(jié)構(gòu)件的立焊焊接。在背板輔助下可實(shí)現(xiàn)厚度5mm內(nèi)碳鋼板的單面焊雙面成型，焊接獲得的焊縫合金為銅鐵合金，抗拉強(qiáng)度達(dá)350MPa、伸長(zhǎng)率 20%、硬度 HB70。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是脈沖燃燒型焊條示意圖。圖2是脈沖燃燒型焊條剖面示意圖。圖2中，I是引火線段，2、4、6分別為不同長(zhǎng)度的第一、第二和第三焊藥段，3、5是相同長(zhǎng)度的低熱造渣段，7是堵頭。
具體實(shí)施例方式外徑φ IOmm脈沖燃燒型焊條,長(zhǎng)度為42 140mm,可焊接厚度5mm鋼板。焊藥段焊藥組成為 Cu0(-200 目)45% 55%、Fe2O3(-200 目)6% 10%、A1(_250 目)8% 12%、CaCO3(-250 目)2% 4%、SiO2(-150 目)5% 8%、CaF2(-200 目)3% 6%、MoS2(-250目)0· 5% 3. 2%、Ni(-150 目)8%,Zr (-200 目)0· 3% 2. 8%、Ti (-100 目)2%及微量成分；低熱造渣段成分組成為CuO(-200目)38% 44%、Fe2O3(-200目)6% 8%、Al (-250目)7% 9%、CaC03 (-250 目)12% 15%、Si02(_150 目)5% 8%'Na2B4O7 (-150 目)5% 10%, CaF2(-200目)4% 6%、軟錳礦(-200目)2% 5%及微量成分。上述物料分別球磨過(guò)篩后，于120°C烘干2小時(shí)，按配比混合均勻，通過(guò)焊條成型機(jī)將不同焊藥分段裝入一端裝有堵頭、外徑為Φ 10_、壁厚O. 2mm的紙管(如圖2所示)。其中第一段焊藥段長(zhǎng)度為42mm，第二段以及后續(xù)焊藥段長(zhǎng)度均為36mm，相鄰兩焊藥段之間以IOmm低熱造渣段隔開(kāi)。裝藥完成后，裝上引火線，套上套管(如圖I所示)，裝入防靜電塑料薄膜袋，抽真空熱塑封即獲得φ IOmm脈沖燃燒型焊條。
權(quán)利要求
1.一種脈沖燃燒型焊條，外徑cP 10 15mm,長(zhǎng)度為42 140mm。其特征在于所述焊條由焊藥段和低熱造渣段交替排列組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脈沖燃燒型焊條，第一段焊藥段長(zhǎng)度為40 45mm，第二段以及后續(xù)焊藥段長(zhǎng)度為30 38mm，相鄰兩焊藥段之間以5 15mm低熱造渣段隔開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脈沖燃燒型焊條，焊藥段中MoS2約占焊藥重量的百分比為O.5% 3. 2%,Zr約占焊藥重量的百分比為O. 3% 2. 8%。低熱造渣段中選自Na2B4O7和軟錳礦的稀釋劑約占焊藥重量的百分比為15% 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脈沖燃燒型焊條，適用于無(wú)電、無(wú)氣、無(wú)設(shè)備條件下各種碳鋼結(jié)構(gòu)件的立焊焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種脈沖燃燒型焊條，焊條由焊藥段與低熱造渣段交替排列組成焊藥段燃燒熔化母材且生成合金填充焊縫；低熱造渣段維持燃燒且產(chǎn)生熔渣覆蓋保護(hù)焊縫。第一段焊藥段長(zhǎng)40～45mm，第二段以及后續(xù)焊藥段長(zhǎng)30～38mm。焊藥段中高熱劑由CuO、Fe2O3、Al組成，占焊藥重量40％～60％；造渣劑選自MoS2、CaCO3、SiO2、CuO、Fe2O3、CaF2、KNO3、V2O5，占焊藥重量20％～25％；合金劑選自Zr、Ni及稀土材料，占焊藥重量10％～20％；脫氧劑選自Ti和Mn，約占焊藥重量10％～15％。相鄰兩焊藥段之間以5～15mm低熱造渣段隔開(kāi)。低熱造渣段中高熱劑由CuO、Fe2O3、Al組成，占焊藥重量35％～50％；造渣劑選自CaCO3、SiO2、CaF2、KNO3、V2O5，占焊藥重量35％～45％；稀釋劑選自Na2B4O7和軟錳礦，占焊藥重量15％～20％。該焊條主要用于各種碳鋼立焊焊接。
文檔編號(hào)B23K35/00GK102886616SQ20111020245
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者辛文彤, 王建江, 張龍, 李志尊, 李寶峰, 胡仁喜, 吳永勝, 劉浩東, 曲立峰, 王森 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院