焊条设计及制造的工艺探讨

制造高质量的焊接结构，不仅要选择焊接性优良的母材，同时必须具有优质的焊接材料(包括焊条、焊剂、焊丝和保护气体)。焊接材料的优劣，不仅直接影响焊接接头的质量，还会影响到焊接生产率、产品成本及焊工的身体健康等。因此，在对焊接材料的性能和特点有比较全面了解的基础上，选择合适的原材料配方，严格按照工艺流程制作，并进行质量检验是获得优质焊接材料的重要保证。

一、焊条药皮配方设计

1.焊条药皮类型、焊条组成及作用

(1)根据药皮原材料中主要成分的不同，焊条药皮可分为多种类型。在此选择生产中应用最广的钛钙型药皮。具有此类药皮的焊条工艺性能良好，适于全位置焊接，焊接电流为交、直流两用，主要用于焊接重要的低碳钢结构。

(2)焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊芯是指焊条中被药皮包覆的金属芯，选择低碳钢焊丝H08A作为焊芯，直径为3.2mm，长度350mm。其作用有两个：一是作为电极传导电流产生电弧，为焊接提供热量；二是作为填充金属，熔化后与熔化了的母材熔合形成焊缝。

药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层，药皮在焊接生产中起保护作用、冶金作用及改善焊接工艺性能的作用。药皮一般由多种原材料组成，每种原材料都可能兼有几种作用，但有主次之分；药皮原材料的组成及作用如表1所示。

2.焊条药皮配方的确定

药皮配方设计一般以经验为主，计算为辅，参考目 前成熟的配方初步确定各种原材料的用量之后，按配方制造出焊条进行试焊，并随时调整配方直到满足性能要求为止。

根据钛钙型焊条性能要求及原材料成本，确定药皮配方如表2所示。

二、焊条制造

1.焊芯加工

主要包括对焊芯表面进行除锈清理；检查焊芯直径、长度尺寸；检查焊芯的切口质量和外表质量。

2.涂料准备

(1)配粉干混按表2配方规定的比例称量好各种药粉，然后均匀地}昆拌在一起。

(2)涂料制备在配好的干粉中，按表2配方规定的比例称量水玻璃并匀速倒人，同时进行均匀的湿搅拌，持续时间在15min以上，直到没有大的湿块和干粉为止。

3.焊条药皮的涂敷

焊条药皮的涂敷在油压式涂料机上进行，压涂原理如下图所示。采用的涂料机牌号为TL—25，涂敷过程中最重要的是掌握好送丝和压力的配合关系。即先匀速送丝至料缸右端面，停止后加压，当压力上升到一定数值时(压力大小与涂料的干湿程度有关)，恢复送丝，制备好的湿涂料在料缸内受一定的压力挤压出来，并涂敷在向前移动的焊芯上，制成焊条。

4.焊条的烘干

焊条制成后，必须进行烘干处理，以排除药皮中的水分。干燥过程应注意使水分缓慢蒸发，防止药皮开裂，具体分两个阶段：先采用低温(40℃保温6h)烘干，然后进行150℃保温1.5h的烘焙。烘干后按规定经检验合格即可得到成品。

三、焊接性能对比

采用相同的焊接设备和焊接参数，选择同等水平的操作人员对自制焊条与外购优质焊条进行焊接试验，性能对比情况如表3所示。

由表3可知，自制焊条与外购焊条对各种焊接位置的适应性、脱渣性、熔化效率、发尘量等基本相同；而在电弧稳定性、焊缝成形、飞溅程度、药皮发红程度方面自制焊条相对差些，需要从配方设计、制作工艺两方面进行改善。

四、结语

(1)焊条药皮配方是焊条综合性能的决定性因素，必须通过多次试验、调整，才有可能获得满意的结果。

(2)扎实的理论知识和较强的实践能力缺一不可。

(3)必须在性能和成本之问找到平衡点，在满足性能的前提下，尽量少用或不用稀缺和贵重材料。

(4)焊条药皮压涂时，压力的掌握是关键。压力过大，易导致涂料尚未涂敷到焊芯上便从料缸端口挤射出来，或导致焊条上药皮局部突起；压力过小，涂料难以压涂到焊芯上或涂敷不均。