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一種具有中間絕緣層的焊絲的制作方法

文檔序號:3207833閱讀:215來源:國知局
專利名稱:一種具有中間絕緣層的焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種焊絲,更具體地說是涉及一種具有中間絕緣層的焊絲,屬于金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
焊接技術(shù)作為一種重要的材料加工工藝,廣泛應用于機械制造、石油化工、船舶、橋梁、航空航天等行業(yè)。焊接材料主要包括焊條、焊絲、焊帶、焊劑、焊料等,隨著我國焊接自動化水平不斷提高,能適應自動化焊接的焊絲用量快速增長。目前所有焊絲的金屬橫截面均導電,需要較大焊接電流才能產(chǎn)生焊接電弧將其熔化,其熔敷速度較低、耗電量較多、熔化系數(shù)較小、熱輸入較大。因此發(fā)明一種高熔敷速度,耗電量少,熔化系數(shù)大,熱輸入小的焊絲具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有焊絲存在的缺陷和不足,提供一種具有中間絕緣層的焊絲,使焊絲在單位電流、單位時間內(nèi)熔化量顯著提高,從而達到提高焊接生產(chǎn)效率、節(jié)約電能、降低焊接熱輸入、提高焊接接頭性能目的。為達到上述目的,本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是一種具有中間絕緣層的焊絲,由內(nèi)層填充焊絲、中間絕緣層和外層焊絲組成,所述中間絕緣層使內(nèi)層填充焊絲和外層焊絲之間電絕緣。上述所述內(nèi)層填充焊絲為至少I根實芯焊絲或藥芯焊絲,所述內(nèi)層填充焊絲為多根時,采用絞合或排列方式組成一體。上述所述中間絕緣層為套貼在內(nèi)層填充焊絲上的管材或涂敷在內(nèi)層填充焊絲表面上的涂料或填充在內(nèi)層填充焊絲與外層焊絲之間的顆粒材料。上述所述外層焊絲為至少I根實芯焊絲或藥芯焊絲,所述外層焊絲為一根管狀焊絲時,套貼在中間絕緣層的表面上;所述外層焊絲為多根時,纏繞在中間絕緣層的表面上。上述所述內(nèi)層填充焊絲和外層焊絲的材料成分、形狀和直徑相同或不相同。本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲與現(xiàn)有焊絲相比較,其優(yōu)點和有益效果主要在于:I、本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲僅有外層焊絲導電,內(nèi)層填充焊絲因中間絕緣層絕緣而不導電,因此與現(xiàn)有相同直徑焊絲相比,其導電金屬截面較小。根據(jù)電工學原理
可知導電嘴至焊絲熔化端部(焊絲干伸長)的電阻值可用公式計算,當電阻率P和
焊絲干伸長量L相同時,本發(fā)明的具有中間絕緣層的焊絲因?qū)щ娊饘俳孛鍿較小,電阻值R較大;又根據(jù)電工學原理可知電阻熱可用公式Q=I2Rt計算,當電流I和通電時間t相同時,本發(fā)明的具有中間絕緣層的焊絲產(chǎn)熱較多。因此,本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲熔化系數(shù)提高,即單位電流、單位時間內(nèi)焊絲熔化量增加。
2、本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲與現(xiàn)有相同直徑焊絲相比,焊絲導電截面較小,因而較小焊接電流通過外層焊絲即可產(chǎn)生焊接電弧,且產(chǎn)生的電弧熱較少;其中一部分電弧熱用于熔化外層焊絲,另一部分電弧熱用于熔化內(nèi)層填充焊絲和中間絕緣層。因此,本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲熔化系數(shù)提高,即單位電流、單位時間內(nèi)焊絲熔化量增加。3、采用現(xiàn)有焊絲進行電弧焊時,輸入母材的熱量遠遠供大于求,然而焊絲導電截面越大,需要的焊接電流越大,焊接電流越大,焊接電弧輸入到母材的熱量越多,輸入母材過多熱量會使焊接接頭性能下降、產(chǎn)生較大應力和變形。采用本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲進行電弧焊時,不但產(chǎn)生的電弧熱較少,而且一部分電弧熱還用于熔化內(nèi)層填充焊絲和中間絕緣層,因此輸入母材的熱量顯著減少。


圖I是本發(fā)明實施例一的橫截面示意圖,圖2是本發(fā)明實施例二的橫截面示意圖, 圖3是本發(fā)明實施例三的橫截面示意圖,圖4是本發(fā)明實施例四的橫截面示意圖,圖5是本發(fā)明實施例五的橫截面示意圖,圖6是本發(fā)明實施例六的橫截面示意圖,圖7是本發(fā)明實施例七的橫截面示意圖,圖8是本發(fā)明實施例八的橫截面示意圖,圖9是本發(fā)明外層焊絲為多根焊絲時的結(jié)構(gòu)外觀圖,圖10是本發(fā)明外層焊絲為一根管狀焊絲時的結(jié)構(gòu)外觀圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明一種具有中間絕緣層的焊絲作進一步詳細說明。實施例一如附圖I所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為單根實芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為6根實芯焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3纏繞在中間絕緣層2表面上。實施例二 如附圖2所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為4根實芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為6根藥芯焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3纏繞在中間絕緣層2表面上。實施例三如附圖3所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為單根藥芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為8根實芯焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3纏繞在中間絕緣層2表面上。實施例四如附圖4所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為4根藥芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為8根藥芯焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3纏繞在中間絕緣層2表面上。實施例五如附圖5所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為7根藥芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為單根管狀焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3緊貼在中間絕緣層2表面上。
實施例六如附圖6所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為單根藥芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為單根管狀焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3緊貼在中間絕緣層2表面上。實施例七如附圖7所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為7根實芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為單根管狀焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3緊貼在中間絕緣層2表面上。實施例八如附圖8所示,一種具有中間絕緣層的焊絲,內(nèi)層填充焊絲I為單根實芯焊絲、中間絕緣層2為管筒、外層焊絲3為單根管狀焊絲。中間絕緣層2套貼在內(nèi)層填充焊絲I表面上,外層焊絲3緊貼在中間絕緣層2表面上。附圖9和附圖10所示為一種具有中間絕緣層的焊絲,由內(nèi)層填充焊絲I、中間絕緣 層2和外層焊絲3組成,其中,圖9是外層焊絲為多根焊絲時的結(jié)構(gòu)外觀圖,圖10是外層焊絲為一根管狀焊絲時的結(jié)構(gòu)外觀圖,其中間絕緣層2使內(nèi)層填充焊絲I和外層焊絲3之間電絕緣。中間絕緣層2的材料與制備中間絕緣層2是由焊粉和玻纖薄膜構(gòu)成,其中焊粉的成分為金紅石40 %、鐵粉14%、硅錳合金20 %、鈦鐵I %、鋁鐵I %、中碳錳鐵3 %、鎂粉3 %、鋁礬土 4 %、鈦酸鉀5 %、氟化鈉3 %、石英砂5 %、鋯英砂I %。焊粉經(jīng)混合均勻后由玻纖薄膜經(jīng)卷繞置于內(nèi)層填充焊絲I和外層焊絲3之間。玻纖組分為SiO2,具有很好的絕緣性能,而熔化后又可起到造渣作用。所述中間絕緣層2的材料在沒有熔化前為電絕緣體,熔化后產(chǎn)生氣體、熔渣保護液態(tài)金屬和焊縫成形。內(nèi)層填充焊絲I金屬橫截面積與外層焊絲3金屬橫截面積的計算與確定本發(fā)明的具有中間絕緣層的焊絲,當其它條件一定時,內(nèi)層填充焊絲I金屬橫截面積S3與外層焊
絲3金屬橫截面積S2的比值》= ,需在一定范圍內(nèi)才能進行焊接,其比值可由能量守恒定
律、熱熔定律、電熱轉(zhuǎn)換定律和歐姆定律得到
η'·]· + !、Κ' ,[n) K,,
/7 < ~=-!-—-—--—
"S2* K,K'
‘ I K, Ki[3」一式中1為焊接電流;U為電源電壓;112為電弧熱效系數(shù);113為電阻熱效系數(shù);RT為干伸長電阻;K2=Cm2 · P 2 · Δ T2 ;K3=Cm3 * P 3 * Δ T3 ;Cm2為外層焊絲比熱容;Cm3為內(nèi)層填充絲比熱容;AT2為外層焊絲從室溫到熔滴過渡時的溫度差;AT3為填充焊絲從室溫到熔滴過渡時的溫度差;P 2為外層焊絲材料密度;P 3為內(nèi)層填充絲材料密度;u m為熔化速度(焊接時為等速送絲)。以直徑為Φ I. 2mm的H08A焊絲為例,設(shè)內(nèi)層填充絲和外層焊絲材料相同,則
C1112=C1112=O. 75J/ (g ·。C), P2=P 3=7. 8g/cm3,S2=6. 78mm2,取 I=500A,U=36V, η 2=20%, n3=80%, ΔΤ2=ΔΤ3=2600° C, \=30臟/8,
權(quán)利要求
1.一種具有中間絕緣層的焊絲,其特征在于由內(nèi)層填充焊絲、中間絕緣層和外層焊絲組成,所述中間絕緣層使內(nèi)層填充焊絲和外層焊絲之間電絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種具有中間絕緣層的焊絲,其特征在于所述內(nèi)層填充焊絲為至少I根實芯焊絲或藥芯焊絲,所述內(nèi)層填充焊絲為多根時,采用絞合或排列方式組成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種具有中間絕緣層的焊絲,其特征在于所述中間絕緣層為套貼在內(nèi)層填充焊絲上的管材或涂敷在內(nèi)層填充焊絲表面上的涂料或填充在內(nèi)層填充焊絲與外層焊絲之間的顆粒材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種具有中間絕緣層的焊絲,其特征在于所述外層焊絲為至少1根實芯焊絲或藥芯焊絲,所述外層焊絲為一根管狀焊絲時,套貼在中間絕緣層的表面上;所述外層焊絲為多根時,纏繞在中間絕緣層的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種具有中間絕緣層的焊絲,其特征在于所述內(nèi)層填充焊絲和外層焊絲的材料成分、形狀和直徑相同或不相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有中間絕緣層的焊絲,由內(nèi)層填充焊絲、中間絕緣層和外層焊絲組成,中間絕緣層使內(nèi)層填充焊絲和外層焊絲之間電絕緣。本發(fā)明具有中間絕緣層的焊絲只有外層焊絲導電產(chǎn)生電弧,且部分電弧熱用于熔化內(nèi)層填充焊絲和中間絕緣層,因此單位電流、單位時間內(nèi)熔化量顯著增加,從而達到提高焊接生產(chǎn)效率、節(jié)約電能、降低焊接熱輸入、提高焊接接頭性能的目的。
文檔編號B23K35/18GK102873464SQ20121040716
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者方臣富, 顧寶娟, 方寧 申請人:江蘇科技大學
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