一种具有中间绝缘层的焊丝制造技术

本发明专利技术公开了一种具有中间绝缘层的焊丝，由内层填充焊丝、中间绝缘层和外层焊丝组成，中间绝缘层使内层填充焊丝和外层焊丝之间电绝缘。本发明专利技术具有中间绝缘层的焊丝只有外层焊丝导电产生电弧，且部分电弧热用于熔化内层填充焊丝和中间绝缘层，因此单位电流、单位时间内熔化量显著增加，从而达到提高焊接生产效率、节约电能、降低焊接热输入、提高焊接接头性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊丝，更具体地说是涉及一种具有中间绝缘层的焊丝，属于金属焊接

技术介绍
焊接技术作为一种重要的材料加工工艺，广泛应用于机械制造、石油化工、船舶、桥梁、航空航天等行业。焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊带、焊剂、焊料等，随着我国焊接自动化水平不断提高，能适应自动化焊接的焊丝用量快速增长。目前所有焊丝的金属横截面均导电，需要较大焊接电流才能产生焊接电弧将其熔化，其熔敷速度较低、耗电量较多、熔化系数较小、热输入较大。因此专利技术一种高熔敷速度，耗电量少，熔化系数大，热输入小的焊丝具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有焊丝存在的缺陷和不足，提供一种具有中间绝缘层的焊丝，使焊丝在单位电流、单位时间内熔化量显著提高，从而达到提高焊接生产效率、节约电能、降低焊接热输入、提高焊接接头性能目的。为达到上述目的，本专利技术解决问题的技术方案是一种具有中间绝缘层的焊丝，由内层填充焊丝、中间绝缘层和外层焊丝组成，所述中间绝缘层使内层填充焊丝和外层焊丝之间电绝缘。上述所述内层填充焊丝为至少I根实芯焊丝或药芯焊丝，所述内层填充焊丝为多根时，采用绞合或排列方式组成一体。上述所述中间绝缘层为套贴在内层填充焊丝上的管材或涂敷在内层填充焊丝表面上的涂料或填充在内层填充焊丝与外层焊丝之间的颗粒材料。上述所述外层焊丝为至少I根实芯焊丝或药芯焊丝，所述外层焊丝为一根管状焊丝时，套贴在中间绝缘层的表面上；所述外层焊丝为多根时，缠绕在中间绝缘层的表面上。上述所述内层填充焊丝和外层焊丝的材料成分、形状和直径相同或不相同。本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝与现有焊丝相比较，其优点和有益效果主要在于:I、本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝仅有外层焊丝导电，内层填充焊丝因中间绝缘层绝缘而不导电，因此与现有相同直径焊丝相比，其导电金属截面较小。根据电工学原理可知导电嘴至焊丝熔化端部(焊丝干伸长)的电阻值可用公式计算，当电阻率P和焊丝干伸长量L相同时，本专利技术的具有中间绝缘层的焊丝因导电金属截面S较小，电阻值R较大；又根据电工学原理可知电阻热可用公式Q=I2Rt计算，当电流I和通电时间t相同时，本专利技术的具有中间绝缘层的焊丝产热较多。因此，本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝熔化系数提高，即单位电流、单位时间内焊丝熔化量增加。2、本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝与现有相同直径焊丝相比，焊丝导电截面较小，因而较小焊接电流通过外层焊丝即可产生焊接电弧，且产生的电弧热较少；其中一部分电弧热用于熔化外层焊丝，另一部分电弧热用于熔化内层填充焊丝和中间绝缘层。因此，本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝熔化系数提高，即单位电流、单位时间内焊丝熔化量增加。3、采用现有焊丝进行电弧焊时，输入母材的热量远远供大于求，然而焊丝导电截面越大，需要的焊接电流越大，焊接电流越大，焊接电弧输入到母材的热量越多，输入母材过多热量会使焊接接头性能下降、产生较大应力和变形。采用本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝进行电弧焊时，不但产生的电弧热较少，而且一部分电弧热还用于熔化内层填充焊丝和中间绝缘层，因此输入母材的热量显著减少。附图说明图I是本专利技术实施例一的横截面示意图，图2是本专利技术实施例二的横截面示意图， 图3是本专利技术实施例三的横截面示意图，图4是本专利技术实施例四的横截面示意图，图5是本专利技术实施例五的横截面示意图，图6是本专利技术实施例六的横截面示意图，图7是本专利技术实施例七的横截面示意图，图8是本专利技术实施例八的横截面示意图，图9是本专利技术外层焊丝为多根焊丝时的结构外观图，图10是本专利技术外层焊丝为一根管状焊丝时的结构外观图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术一种具有中间绝缘层的焊丝作进一步详细说明。实施例一如附图I所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为单根实芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为6根实芯焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3缠绕在中间绝缘层2表面上。实施例二 如附图2所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为4根实芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为6根药芯焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3缠绕在中间绝缘层2表面上。实施例三如附图3所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为单根药芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为8根实芯焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3缠绕在中间绝缘层2表面上。实施例四如附图4所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为4根药芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为8根药芯焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3缠绕在中间绝缘层2表面上。实施例五如附图5所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为7根药芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为单根管状焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3紧贴在中间绝缘层2表面上。实施例六如附图6所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为单根药芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为单根管状焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3紧贴在中间绝缘层2表面上。实施例七如附图7所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为7根实芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为单根管状焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3紧贴在中间绝缘层2表面上。实施例八如附图8所示，一种具有中间绝缘层的焊丝，内层填充焊丝I为单根实芯焊丝、中间绝缘层2为管筒、外层焊丝3为单根管状焊丝。中间绝缘层2套贴在内层填充焊丝I表面上，外层焊丝3紧贴在中间绝缘层2表面上。附图9和附图10所示为一种具有中间绝缘层的焊丝，由内层填充焊丝I、中间绝缘 层2和外层焊丝3组成，其中，图9是外层焊丝为多根焊丝时的结构外观图，图10是外层焊丝为一根管状焊丝时的结构外观图，其中间绝缘层2使内层填充焊丝I和外层焊丝3之间电绝缘。中间绝缘层2的材料与制备中间绝缘层2是由焊粉和玻纤薄膜构成，其中焊粉的成分为金红石40 %、铁粉14%、硅锰合金20 %、钛铁I %、铝铁I %、中碳锰铁3 %、镁粉3 %、铝矾土 4 %、钛酸钾5 %、氟化钠3 %、石英砂5 %、锆英砂I %。焊粉经混合均匀后由玻纤薄膜经卷绕置于内层填充焊丝I和外层焊丝3之间。玻纤组分为SiO2，具有很好的绝缘性能，而熔化后又可起到造渣作用。所述中间绝缘层2的材料在没有熔化前为电绝缘体，熔化后产生气体、熔渣保护液态金属和焊缝成形。内层填充焊丝I金属横截面积与外层焊丝3金属横截面积的计算与确定本专利技术的具有中间绝缘层的焊丝，当其它条件一定时，内层填充焊丝I金属横截面积S3与外层焊丝3金属横截面积S2的比值》= ，需在一定范围内才能进行焊接，其比值可由能量守恒定律、热熔定律、电热转换定律和欧姆定律得到η'·]· + !、Κ' ,[n) K,,/7 < ~=-!-—-—--—"S2* K,K' ‘ I K, Ki[3」一式中1为焊接电流；U为电源电压；112为电弧热效系数；113为电阻热效系数；RT为干伸长电阻;K2=Cm2 · P 2 · Δ T2 ；K3=Cm3 * P 3 * Δ T3 ；Cm2为外层焊丝比热容；Cm3为内层填充丝比热容；A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有中间绝缘层的焊丝，其特征在于：由内层填充焊丝、中间绝缘层和外层焊丝组成，所述中间绝缘层使内层填充焊丝和外层焊丝之间电绝缘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方臣富，顾宝娟，方宁，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：