焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝制造技术

本发明专利技术属于焊接材料技术领域，具体是焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，包括实芯焊丝、镀铜层和导电涂层，导电涂层的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈12％

【技术实现步骤摘要】
焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝


[0001]本专利技术属于焊接材料
，具体是焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝。

技术介绍

[0002]随着工业生产的迅速发展和新材料的不断研发，形成结构件的最直接、最简单的焊接工艺越来越受到重视，二氧化碳气体保护焊以生产效率高、操作简单、成本低等优点被大量采用。而焊接材料又是影响焊接接头质量的重要因素，研究高质量的二氧化碳气体保护焊用焊丝是本
的重要任务。
[0003]目前采用的二氧化碳气体保护焊用焊丝均是在实芯焊丝外表面包裹的镀铜层，一是为了防止在生产、储存、运输过程中的腐蚀，二是为了增加焊丝与焊枪导电嘴的导电效果，以使焊接电流稳定，最终得到的焊缝成形优良。但存在的技术问题有：
[0004]1)焊接时飞溅大。这是由于焊接时，随着温度的升高，CO2受热分解：CO2→
CO+O，CO气体在电弧高温作用下，体积急剧膨胀，压力迅速增大，若从熔滴或熔池中的外逸受到阻碍，会在局部范围爆破，从而产生大量的细颗粒飞溅金属。此问题一直困扰着二氧化碳气体保护焊的研发及生产应用。
[0005]2)焊缝成形不好。镀铜层有部分针状小孔的存在，使得焊丝表面并不完全致密，储存时间较长时会造成部分腐蚀，这样的焊丝在焊接时与导电嘴的接触时好时坏，焊接电流不稳定，造成所得的焊缝成形不好。
[0006]中国专利CN110961824 A提供了一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝(申请日期2019年12月1日)，采用在焊丝表面涂覆涂层的方式，涂层包括由非铜离子碳酸化合物粉末以及油性溶解剂，有一定稳定电弧和减少焊接飞溅、明显提高焊接效率的特点。但存在的问题是：
①
采用的涂层只是产生CO2气体增大保护作用，但对抑制CO的产生没有作用，没有从根本上解决产生大量的细颗粒飞溅金属的问题，所以其减小飞溅的效果非常有限；
②
采用的涂层由非铜离子碳酸化合物粉末以及油性溶解剂组成，但导电性能很差，造成焊接时焊枪的导电嘴与焊丝的接触不良，焊接电流不稳定，造成所得的焊缝成形差。
[0007]中国专利CN 111975247A提供了一种无镀铜CO2气体保护焊丝涂层及其涂层焊丝(申请日期2020年8月25日)，通过将非铜离子碳酸化合物粉末、活化剂涂层粉、油性溶解剂、耐磨剂与防锈剂混合制成涂层，能够部分解决焊接时的飞溅现象，并且有效减少焊缝中气泡数量与气泡体积大的情况，避免焊接表面粘着大颗粒飞溅物，提高了电弧稳定性，焊丝表面有刻痕，刻痕内部的涂层再经过后期的拉拔很好的镶嵌在焊丝内部，使得焊接时涂层起到更好的效果。但存在的问题是：
①
采用的涂层没有从根本上解决由于生成CO气体从而产生大量的颗粒飞溅的问题；
②
焊丝表面的涂层虽然可以防锈，但导电性能很差，造成焊接时焊枪的导电嘴与焊丝的接触不良，焊接电流不稳定，造成所得的焊缝成形差；
③
焊丝表面需进行刻痕处理，工艺复杂，成本高。
[0008]如何解决上述问题，是本领域科技人员工作的当务之急。

技术实现思路

[0009]本专利技术目的是提供焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，解决如下技术问题：
①
焊接时焊接飞溅大；
②
焊接时由于部分焊丝被腐蚀后导电不稳定，焊缝成形差。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，包括实芯焊丝、镀铜层和导电涂层，所述焊丝的内部是实芯焊丝，实芯焊丝外部包裹镀铜层，镀铜层外部包裹导电涂层。
[0012]所述导电涂层的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈12％
‑
18％，用偶联剂处理过的导电聚苯胺32％
‑
38％，固化剂8％
‑
10％，余量为环氧树脂。
[0013]进一步的，所述导电涂层的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈14％
‑
16％，用偶联剂处理过的导电聚苯胺34％
‑
36％，固化剂8.5％
‑
9.5％，余量为环氧树脂。
[0014]更进一步的，所述导电涂层的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈15％，用偶联剂处理过的导电聚苯胺35％，固化剂9％，余量为环氧树脂。
[0015]优选的，所述纳米氧化铈的粒径为50nm
‑
70nm。
[0016]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
560或硅烷偶联剂KH
‑
570中的任意一种。
[0017]优选的，所述固化剂为腰果酚改性酚醛胺或邻苯二甲酸酐中的任意一种。
[0018]所述实芯焊丝的直径为0.8mm
‑
1.5mm，所述镀铜层的厚度为实芯焊丝直径的5％
‑
8％，所述导电涂层的厚度为实芯焊丝直径的5％
‑
8％。
[0019]本专利技术具有以下有益技术效果：
[0020]1、焊接飞溅小。在焊接过程中，涂层中的纳米氧化铈表面晶格氧活化空气中的氧分子，对二氧化碳和焊接金属反应生成一氧化碳的反应有效抑制，使一氧化碳在氧化铈表面转化为二氧化碳，使气体以一定流速射向熔池，形成气罩；另外抑制CO2自腐蚀金属生成一氧化碳，增加保护气的稳定性；还降低了焊接区的氮、氧分压，防止空气中N2、O2、H2侵入腐蚀金属，最终得到的结果是焊接过程飞溅小。17种稀土元素中只有铈的氧化物这种作用最好，其他稀土元素及其氧化物的作用很小或没有作用。
[0021]2、焊缝成形好。焊丝表面包裹镀铜层和导电涂层，一方面增强了其防腐蚀能力(导电涂层可以对镀铜层的针状小孔进行密封)，另外由于采用的导电聚苯胺，导电涂层的导电性非常好，增强了焊丝与焊枪导电嘴的导电效果，焊接电流稳定，最终得到的焊缝成形优良。
附图说明：
[0022]图1是本专利技术焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝垂直长度方向的截面图。
[0023]附图标记说明：1
‑
实芯焊丝；2
‑
镀铜层；3
‑
导电涂层。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术进一步解释说明，但本专利技术的保护范围不只限于具体的
实施方式。
[0025]实施例1：
[0026]焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，包括实芯焊丝、镀铜层和导电涂层，焊丝的内部是实芯焊丝，实芯焊丝外部包裹镀铜层，镀铜层外部包裹导电涂层。
[0027]导电涂层的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈12％，用偶联剂处理过的导电聚苯胺32％，固化剂8％，余量为环氧树脂。
[0028]纳米氧化铈的粒径为50nm
‑
70nm。
[0029]偶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，包括实芯焊丝(1)、镀铜层(2)和导电涂层(3)，其特征在于：所述焊丝的内部是实芯焊丝(1)，实芯焊丝(1)外部包裹镀铜层(2)，镀铜层(2)外部包裹导电涂层(3)；所述导电涂层(3)的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈12％
‑
18％，用偶联剂处理过的导电聚苯胺32％
‑
38％，固化剂8％
‑
10％，余量为环氧树脂；所述实芯焊丝(1)的直径为0.8mm
‑
1.5mm，所述镀铜层(2)的厚度为实芯焊丝(1)直径的5％
‑
8％，所述导电涂层(3)的厚度为实芯焊丝(1)直径的5％
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8％。2.根据权利要求1所述的焊接飞溅小且焊缝成形好的二氧化碳气体保护焊用焊丝，其特征在于：所述导电涂层(3)的成分按质量百分比计包括：用偶联剂处理过的纳米氧化铈14％
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：关成，丁俊，田珩，汤正捷，陈志民，陈永，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：