CN106271215A

CN106271215A - 一种埋弧焊剂材料

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Publication number: CN106271215A
Application number: CN201510337937.2A
Authority: CN
Inventors: 江嗣水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明公开了一种埋弧焊接材料，包括四级钢筋对接的焊接材料与钢结构的焊接材料，以下是各种原料的名称与重量配比四级钢筋对接的焊接材料的名称与重量配比：二氧化硅(36％)；二氧化锰(8％)；氟化钙(12％)；氧化钙(16％)；氧化镁(13％)；氧化铝(15％)钢结构的焊接材料的名称与重量配比：二氧化锰(16％)；二氧化硅(40％)；氟化钙(9％)；氧化镁(16％)；氧化钙(9％)；氧化铝(10％)。

Description

一种埋弧焊剂材料

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，尤其涉及一种埋弧焊接材料。

背景技术

目前，公知的埋弧焊接材料主要成分及原料由以下组成：

氧化钠氧化镁氧化硅氧化钙硅酸锰硅酸钠

埋弧焊剂材料的制作方法基本相同，其普遍存在的一个问题是：由埋弧焊剂材料焊接的物体表面还不是很光滑，并且使用的焊接材料用量也存在过高现象，其中之原因还是原料、配比及锻炼工艺，众所周知，埋弧焊接材料锻炼时的火候及时间及原料的比例分配也是至关重要的，恰到好处的比例分配也是提高焊接材料优质性能的一大因素。当然，针对不同的焊接物，在制作焊剂时的原料配比也各不相同，也就是说什么样的焊接物就应用什么型号的焊剂。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种埋弧焊接材料，该焊接材料在使用中不仅无弧光、无烟尘，焊接面光滑，而且焊接质量稳定、焊接生产率高、用量少。

为了达到上述目的，本发明的埋弧焊接材料包括四级钢筋对接的焊接材料与钢结构焊接材料两种。

四级钢筋对接的焊接材料由以下原料组成：

二氧化硅二氧化锰氟化钙

氧化钙氧化镁氧化铝

钢结构的焊接材料由以下原料组成：

二氧化锰二氧化硅氟化钙

氧化镁氧化钙氧化铝

四级钢筋对接的焊接材料配方与相关比例，经试验，各成分重量配比如下：

二氧化硅(36％) 二氧化锰(8％) 氟化钙(12％)

氧化钙(16％) 氧化镁(13％) 氧化铝(15％)

钢结构的焊接材料配方与相关比例，经试验，各成分重量配比如下：

二氧化锰(16％) 二氧化硅(40％) 氟化钙(9％)

氧化镁(16％) 氧化钙(9％) 氧化铝(10％)

以上各原材料的重量配比均是按百分比配制，制作焊剂时，可根据不同性质的焊接物进行重量配比，并制成颗粒状。

基本制作工艺：

四级钢筋对接的焊接材料与钢结构的焊接材料的制作工艺相同。

1、在一个专用配料房内选一块平整的空地为拌料场，倒料前，工作人员需把拌料场清洗干净后，再用风机吹干场地。

2、各种成分的原料分别按照百分比的数据秤好，并分别倒入拌料场进行初步搅拌均匀后，再分批用斗车倒入搅拌机内进行反复搅拌，直到每种原料相互融在一起为止。

3、搅拌后的原料又分批由斗车运至锻炼下面，并通过机动吊车把料倒入锻炉内进行锻烧，锻炼炉为焦炭燃烧的明火炉，锻炼炉内的工作温度在800度-900度之间，焙烧过程中，炉体内为均匀受热，这就要求往炉体内倒原料与倒焦炭时必须分散撒开。

4、焙烧过程中，熔剂会从炉体一侧下部的出料口流进冷却池内，并进行深度冷却。

5、冷却后的颗粒由提升机输送到摇筛内进行筛选，筛选到10-60目之间的颗粒运至产品临时存放处，而10目以上、60目以下的颗粒又进行分类回收利用。

6、临时存放处的颗粒又分别提升到下料斗内，并由输送带输送到烘干机内进行烘干。

7、烘干作业完成后，颗粒由被输送到称量系统内进行称量、及包装。

各种原料的化学性质、物理性质及用途如下：

以权威性的官方书籍与刊物为准。

1、二氧化硅

中文名：二氧化硅

英文名：SiO2

化学式：SiO2

二氧化硅(化学式：SiO2)是一种酸性氧化物，对应水化物为硅酸(H2SiO3)。二氧化硅是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶型和无定型两大类，统称硅石。

物理性质：又称硅石，化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种，结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。

化学性质：化学性质比较稳定。不溶于水也不跟水反应。是酸性氧化物，不跟一般酸反应。气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅，生成杂多酸[2]，高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅，鉴于此性质，硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂，除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸：SiO₂+4HF＝SiF4↑+2H。

生态数据：通常对水是不危害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

2、二氧化锰

中文名：二氧化锰

英文名：manganese dioxide

化学式：Mno

二氧化锰(自然界以软锰矿形式存在)。物理性状：黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体。溶解性：难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，溶于浓盐酸而产生氯气。

化学性质：酸碱性：二氧化锰是两性氧化物，它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体，可作为干电池的去极化剂。存实验室常利用它的氧化性，和浓HCI作用以制取氯气：

二氧化锰在酸件介质中是一种强氧化剂。

二氧化锰是[MnO₂]八面体，氧原子在八面体角顶上，锰原子在八面体中，[MnO₂]八面体共棱连接形成单链或双链，这些链和其它链共顶，形成空隙的隧道结构，八面体或成六方密堆积，或成立方密堆积。

二氧化锰是一种两性氧化物，存在对应的BaMnO₃或者SrMnO₃这样的钙钛矿结构的形式上的盐(通过熔碱体系中的化合反应得到)[2]，也存在四氯化锰。

有机合成用途：二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一，因为二氧化锰有多个结晶形态，化学式可以写成MnO₂-x(H₂O)n，其中x介乎0至0.5之间，而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO₄)和硫酸锰(MnSO₄)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沉淀物很干和很活跃。最有效的有机溶包括芳香性物质、四氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。

3、氧化镁

英文名：Magnesium oxide

别名：苦土；灯粉；煅苦土

化学式：Mgo

氧化镁是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

性质：氧化镁是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性，属于胶凝材料。白色或淡黄色粉末，无臭、无味、无毒，是典型的碱土金属氧化物，化学式MgO。白色粉末，熔点为2852℃，沸点为3600℃，相对密度为3.58(25℃)。溶于酸和铵盐溶液。暴露在空气中，容易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为碱式碳酸镁，轻质品较重质品更快，与水结合在一定条件下生成氢氧化镁，呈微碱性反应，饱和水溶液的pH为10.3。溶于酸和铵盐难溶于水，其溶液呈碱性。不溶于乙醇。在可见和近紫外光范围内有强折射性。菱镁矿(MgCO₃)、白云石(MgCO₃·CaCO₃)和海水是生产氧化镁的主要原料。热分解菱镁矿或白云石得氧化镁。用消石灰处理海水得氢氧化镁沉淀，灼烧氢氧化镁得氧化镁。

产品分类：分轻质氧化镁和重质氧化镁两种。轻质体积疏松，为白色无定形粉末。无臭无味无毒。密度3.58g/cm3。难溶于纯水及有机溶剂，在水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。能溶于酸、铵盐溶液。经高温灼烧转化为结晶体。遇空气中的二氧化碳生成碳酸镁复盐。重质体积紧密，为白色或米黄色粉末。与水易化合，露置空气中易吸收水分和二氧化碳。与氯化镁溶液混合易胶凝硬化。

应用领域：

主要用途：可作为阻燃剂的使用，传统阻燃材料，广泛采用含卤聚合物或含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物。

4、氧化钙

中文名：氧化钙

英文名：calcium oxide

别名：生石灰

化学式：Cao

是一种无机化合物，它的化学式是CaO，俗名生石灰。物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性。

物理性质：白色或带灰色块状或颗粒。溶于酸类、甘油和蔗糖溶液，几乎不溶于乙醇。相对密度3.32～3.35。熔点2572℃。沸点2850℃。折光率1.838

化学性质：氧化钙为碱性氧化物，对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙(Ca(OH)₂)并产生大量热，有腐蚀性。

CaO+H₂O＝＝Ca(OH)₂

5、氟化钙

中文名：氟化钙

英文名：Calciumfluoride，Fluorspar

别名：氟石，萤石

化学式：CaF2

理化性质：晶体结构：属等轴晶系，呈立方体、八面体或者十二面体。无色结晶或白色粉末，天然矿石中含有杂质，略带绿色或紫色。加热时发光。密度3.18克/厘米3，熔点1402℃，沸点2497℃，折光率1.434。低毒。极难溶于水。可溶于盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸和铵盐溶液，不溶于丙酮。溶于铝盐和铁盐溶液时形成络合物，与热的浓硫酸作用生成氢氟酸。氟化钙跟浓硫酸在铅制容器中反应可制得氟化氢。能与多种金属氧化物形成低共熔物。

用途：氟化钙的用途十分广泛，随着科学技术的进步，应用前景越来越广阔。目前主要用于冶金、化工和建材三大行业，其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。

6、氧化铝

中文名：氧化铝

英文名(Aluminium oxide/Aluminum oxide)

别名：三氧化二铝、刚玉、矾土、铝氧

化学式：Al2O3

性状：难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂；相对密度(d204)4.0：熔点2050℃。

主要用途：用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料。

具体实施方式

下面结合两种焊接材料的示例对本发明做进一步阐述。

本发明包括四级钢筋对接的焊接材料与钢结构专用焊接材料两种。

下面是四级钢筋对接的焊接材料原料及重量配比：

二氧化硅(36％) 二氧化锰(8％) 氟化钙(12％)

氧化钙(16％) 氧化镁(13％) 氧化铝(15％)

下面是钢结构的焊接材料原料及重量配比：

二氧化锰(16％) 二氧化硅(40％) 氟化钙(9％)

氧化镁(16％) 氧化钙(9％) 氧化铝(10％)

焊接材料的工艺及性能阐述：

(1)该焊接材料具有良好的冶金性能，焊接时配以适当的焊丝和合理的焊接工艺，焊缝金属应能得到适宜的化学成分和良好的力学性能(与母材相适应的强度和较高的塑性、韧性)以及较强的抗冷裂纹和热裂纹的能力。

(2)该焊接材料具有良好的工艺性、电弧燃烧稳定，熔渣具有适宜的熔点、黏度和表面张力。焊道与焊道间及焊道与母材间充分熔合，过渡平滑没有明显咬边，脱渣容易，焊缝表面成形良好，以及焊接过程中产生的有害气体少。

(3)该焊接材料有一定的颗粒度，并且应有一定的颗粒强度，以利于多次回收使用。焊剂的颗粒度分为两种：普通颗粒度焊剂的粒度为2.5-0.45mm(8-40目)，用于普通埋弧焊和电渣焊；细颗粒度焊剂的粒度为1.25-0.28mm(14-60目)，适用于半自动或细丝埋弧焊。其中小于规定粒度60目以下的细颗粒不大于5％，规定粒度14目以上的粗颖粒不大于2％。

(4)该焊接材料有较低的含水量和良好的抗潮性。出厂焊剂含水量的质量分数不得大于0.10％，焊剂在温度25℃、相对湿度70％的环境下条件，防止24h，吸潮率不应大于0.15％。

(5)该焊接材料有较低的S、P含量，一般为S≤0.06％，P≤0.08％。

四级钢筋的焊接材料与钢结构的焊接材料所用原料相同，但重量配比不同，下面各选一示例：

1、四级钢筋的焊接材料实施例：

某大型商厦的顶楼主架(四级钢筋对接)施工中表明，采用该焊剂材料焊接，钢筋对接面没有粒子弧波，综合接面光滑、细腻，并且所需的焊接材料比普通的焊接材料至少节省五分之一。

2、钢结构的焊接材料原料实施例：

某大型钢结构厂房施工中表明，采用该焊接材料，无论是顶棚还是主架、侧架的焊接面光滑平整，不起凹凸，就整个接缝而言，其对接平稳，固定牢靠，并且所需的焊接材料比普通的焊接材料至少节省3分之一。

Claims

1.一种埋弧焊接材料，包括四级钢筋对接的焊接材料与钢结构的焊接材料，以下是各种原料的名称与重量配比

四级钢筋对接的焊接材料的名称与重量配比：

二氧化硅(36％) 二氧化锰(8％) 氟化钙(12％) 氧化钙(16％) 氧化镁(13％)氧化铝(15％)

钢结构的焊接材料的名称与重量配比：

二氧化锰(16％) 二氧化硅(40％) 氟化钙(9％) 氧化镁(16％) 氧化钙(9％)氧化铝(10％)