一种可循环利用气保护药芯焊丝组分及其制备方法属于焊接领域。一种可循环利用的气保护药芯焊丝组分，其特征在于重量百分比为：TiO2：35-65％，MnO：5％-15％，MgO：5％-15％，SiO2：5％-15％，Fe2O3：1％-15％，Al2O3：1-15％。本发明专利技术特征在于提出了一种将金红石型药芯焊丝的焊渣收集加工，并且循环利用，替代金红石的方法，经过粗筛，粗磨，磁选，细磨步骤，使其粒度和化学成分符合要求，可以做为药芯组分添加到气保护药芯焊丝中，达到替代或者部分替代天然金红石，节约资源，降低成本的目的。只要加工制备后焊渣粉末成分和粒度在本发明专利技术范围之内，可多次循环利用。
Gas shielded flux cored wire component capable of recycling and preparation method thereof
The utility model relates to a gas shielded flux cored wire component and a preparation method thereof, which belong to the welding field. A gas shielded flux cored wire group recycling, which is characterized in that the weight percentage: TiO2:35-65%, MnO:5%-15%, MgO:5%-15%, SiO2:5%-15%, Fe2O3:1%-15%, Al2O3:1-15%. The invention is characterized in that a rutile type flux cored wire welding slag collection processing, and recycling method, replace rutile after coarse, coarse grinding, magnetic separation, fine grinding step, the grain size and chemical composition meet the requirements, can be used as a core component is added to the gas shielded flux cored wire, to replace or partly substitute for natural rutile, save resources, reduce the cost. As long as the composition and particle size of the slag powder are within the scope of the invention, the utility model can be recycled for many times.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料加工工程中的焊接领域，具体涉及一种气体保护焊所用的药芯焊丝组分及其制备方法。
技术介绍
气体保护药芯焊丝兼具焊条和气体保护实心焊丝焊接的优点，其生产效率高，焊接工艺性能好，在船舶、桥梁、海洋平台、钢结构等加工制造领域应用广泛。该类药芯焊丝主要用(天然)金红石来造渣，成型和稳弧，通常的添加量占到矿物粉的20%-50%，是药芯焊丝药粉成本的主要组成部分。气保护药芯焊丝的生产制造对于金红石的需求极大，目前我国造船业迅猛发展，药芯焊丝消耗量猛增，按我国目前每年使用50万吨药芯焊丝，药芯填充率20%计算，每年因生产药芯焊丝所消耗的(天然)金红石大概为4-5万吨。表1世界(天然)金红石资源主要分布情况(以TW2 计)万 t美国澳大南非塞拉斯里独联国名巴西利昂印度中国合计利亚兰卡体储量2005 975200360720302407433473表1是全球(天然)金红石的储量情况，其最主要用于氯化法钛白粉和海绵钛的生产，(天然)金红石在该领域消耗的占到年总消耗量的80%以上，其次为焊接领域。按照这种计算方法，我国(天然)金红石的储量不足以维持50年的应用，甚至比石油等资源更加稀缺。目前我国金红石很大一部分需要进口，尤其是品质较高的(天然)金红石，对进口的依赖率几乎是100%。世界(天然)金红石产量和储量最多的国家，已经采取措施限制金红石的开采和出口，其国内金红石开采和加工企业都出现产量降低的倾向，而国际范围内药芯焊丝的产量近年来却呈现逐年增加的趋势，2001-2010年，我国药芯焊丝的产量增长了一倍以上，据预测，到2020年的药芯焊丝产量将是现在的2-3倍，与此对应，对优质(天然)金红石的需求也会越来越大，优质(天然)金红石的供应和价格将直接影响药芯焊丝的质量和价格。做为气保护药芯焊丝药粉主要成分之一的(天然)金红石对药芯焊丝的焊接质量如熔敷金属力学性能，电弧稳定性，焊缝成型等影响很大，因此大多数生产厂家都采用品质高的优质(天然)金红石，纯度在97%以上。据统计，纯度97%的(天然)金红石价格比纯度92%的(天然)金红石平均贵1/3，我国金红石虽然总体储量不低，但是优质(天然) 金红石的储量却相对稀少，药芯焊丝厂家不得不进口优质(天然)金红石。药芯焊丝焊接后的焊渣是一种可行的(天然)金红石的替代品。因其对优化焊丝的工艺性能和力学性能有积极的作用，甚至在某些方面优于(天然)金红石，能起到(天然)金红石所不具有的独特作用。试验表明IOOg药芯焊丝，焊接后产生的焊渣为llg-15g，焊渣粉末加工后可利用率在95%以上，添加到其中的金红石在一次循环利用中损耗率在 3%以下。优质(天然)金红石的成本按4000-5000元/吨计算，与此对应的焊渣粉末回收， 制作过程中的人工费用，能源消耗，机器磨损等加起来也不足900元/吨(表2)，大大降低了成本，节约了资源。表2焊渣粉末成本(元/吨)工序收集粗筛粗磨磁选细磨其他总计机器磨损358310人工费用120606060120200能源损耗2040504080总计123105118103210200859 药芯焊丝焊接后的焊渣粉末不仅可以一次替代(天然)金红石，而且其可以多次循环利用，达到了资源循环再利用的目的，是一种绿色的焊接材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用金红石型药芯焊丝的焊渣，经过一系列加工过程，使其化学成分和粒度都符合要求，从而添加到药芯焊丝药粉中部分替代(天然)金红石、降低药芯焊丝成本并进一步优化药芯焊丝的质量。使现有的药芯焊丝生产成本降低，降低了对优质 (天然)金红石的进口依赖。同时焊渣粉末还具有(天然)金红石所不具备的一些性能，用焊渣粉末制造的药芯焊丝焊缝成型更加美观，焊接工艺性能更优越，全位置焊接适应性更强，扩散氢含量更低，抗裂性更好，发尘量更低，具有优异的强度和低温冲击韧性。本专利技术所提供的焊渣粉末制备方法，有以下几个步骤组成(1)焊渣的收集将焊接后的焊渣进行收集。(2)焊渣的粗筛将第一步收集好的焊渣筛选，除去收集过程中带进去的粉尘等杂质，采用20目的筛子筛选，保留粒度大于20目的焊渣。(3)焊渣的粗磨将筛选过的焊渣进行打碎粗磨，为下一步的磁选做准备，粗磨后的焊渣，以能过20目的筛子为合格。(4)焊渣的磁选药芯焊丝焊渣中混合有飞溅颗粒，如果不除去对焊渣粉末的成分，后续的细磨都会造成不利影响，此步骤的目的在于除去焊渣粉末中的飞溅小颗粒。(5)焊渣的细磨将经过磁选的细磨，粒度以能全部通过40目的筛子为准。本专利技术所提供的焊渣再利用低成本气保护药芯焊丝，其焊丝外皮通常采用低碳钢带，填充率为12-18%，所述药芯成分的化学组成(重量％ )为15-35%的气体保护药芯焊丝的焊渣粉末，该焊渣粉末的各成分质量百分比为 TiO2 :35-65%, MnO 5% -15%, MgO 5% -15%, SiO2 5% -15%, Fe2O3 1% -15%, Al2O3 1-15 % ； 15-；35 % 的 TiO2, 2-7 % 的 Si，3-8 % 的 Mn，0. 5-5 % 的 Al-Mg 合金粉末，其中铝镁合金粉末的质量比 Al/Mg = 1,0-11. 52% 的 Na2CO3,0-8. 85% 的 K2CO3,1-5% 的 Mg，剩余为铁粉。本专利技术药芯焊丝在制备时没有特殊要求，采用行业内通用的制造工艺即通过成型，拉拔，减径，分卷四大主要工艺即可完成。药芯中各成分作用如下药芯焊丝焊渣用来部分取代药芯焊丝中的(天然)金红石，并可以多次循环利用。可以改善焊渣的覆盖性能和脱渣性。另外，还可以使电弧集中、稳定，改善焊缝成型和减少飞溅。若含量过低，则不易形成短渣，不利于立、横位置焊接；若含量过高，则明显影响综合力学性能。经过高温熔炼过程，焊渣粉末的物理化学性能更加均勻一致。利用这种焊渣粉末生产的药芯焊丝不仅成本降低而且其高温熔化状态的流动性比用(天然)金红石生产的药芯焊丝显著提高，熔渣的边界更加清晰，焊缝成型更加美观，脱渣性能优越，焊接全位置适应性进一步提高。熔敷金属中气体更容易逸出，增强了焊缝的抗气孔和压坑性能。 同时焊渣粉末抗吸潮性强，试验表明采用焊渣粉末配制的药芯焊丝药粉，在相同的湿度和时间下，含水量只有采用(天然)金红石配制的药粉的30-50%，大幅度提高了药芯焊丝的抗吸潮性，进而使焊缝的扩散氢含量降低20%以上，降低了焊缝的冷裂纹敏感性。本专利技术中添加的焊渣粉末，预先经过筛选，将其中的金属颗粒去掉，然后经过研磨，确保其化学成分及粒度在规定范围内。其各组成成分重量百分比为:35-65%,MnO 5% -15%,MgO 5% -15%, SiO2 5% -15%, Fe2O3 1% -15%, Al2O3 1-15%，其粒度已能通过 40 目的筛子为准。Mn:确保焊缝金属的强度和降低氧含量，减少焊缝中的氧化物夹杂，提高冲击韧性。Si 作为脱氧剂发挥功效，在确保焊接金属的强度和降低氧含量上是有效元素。若含量过高，则熔敷金属的粘度变大，会使焊接适应性降低。Al-Mg 主要作用是脱氧，提高熔渣熔点，提高全位置焊接性。脱氧后产生的A1203、 MgO具有造渣作用。K，Na:主要是稳定电弧及降低飞溅。合适的比例能够使焊接电弧柔和稳定，使焊接飞溅降到一个较低的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种可循环利用的气保护药芯焊丝组分，其特征在于重量百分比为：ＴｉＯ２：３５－６５％，ＭｎＯ：５％－１５％，ＭｇＯ：５％－１５％，ＳｉＯ２：５％－１５％，Ｆｅ２Ｏ３：１％－１５％，Ａｌ２Ｏ３：１－１５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：栗卓新，史传伟，李国栋，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11
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