電焊條烘干工藝

焊條烘干工藝烘干質(zhì)量不僅影響著焊條的質(zhì)量，而且對(duì)焊條的成品率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也有重要的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中,往往由于設(shè)備故障、責(zé)任事故或烘干工藝不當(dāng)?shù)龋斐纱罅恳呀善返暮笚l報(bào)廢,致使前功盡棄，損失嚴(yán)重。為此，各焊條廠對(duì)焊條的烘干都極為重視。一、焊條的烘干過程及其意義剛壓出的焊條，藥皮中含有較多的水分（一般約為4%?5%）,稱為濕焊條。未經(jīng)烘干的濕焊條，不僅藥皮強(qiáng)度低、易損傷、粘聯(lián)、變形、起泡等,而且從焊接冶金上講，也滿足不了焊接質(zhì)量的要求。因此，焊條必須進(jìn)行烘干，烘干后才能保管和使用。焊條的烘干,就是將濕焊條置于烘干爐中，通過加熱，使藥皮中的水分逐漸排除，使藥皮干固、牢靠地包復(fù)在焊芯上，從而使藥皮具有較高的強(qiáng)度和耐吸潮性，并保持焊條藥皮的成形性（形狀和尺寸）和完整性的過程。在焊條烘干過程中，藥皮水分的排除,是蒸發(fā)一一擴(kuò)散一一蒸發(fā)的過程，即先是藥皮表面進(jìn)行水分蒸發(fā)，繼而內(nèi)層水分沿藥皮組成物、顆粒間的間隙（毛細(xì)管），不斷向表皮擴(kuò)散而被蒸發(fā)。伴隨藥皮內(nèi)水分排除和減少,藥皮組成物顆粒間互相接觸而聚集，水玻璃發(fā)生縮聚和固化,增加了藥皮強(qiáng)度和耐吸潮性，使藥皮牢固地包復(fù)在焊芯周圍。水分的蒸發(fā)速度是與藥皮的表面積、溫度、環(huán)境濕度、氣體流動(dòng)速度等有關(guān)。當(dāng)溫度越高，濕度越小,氣體流速越大，則蒸發(fā)越快，反之則慢。毛細(xì)管作用越強(qiáng),越有利于內(nèi)層水分的擴(kuò)散。水分蒸發(fā)速度應(yīng)適宜，過快的蒸發(fā)速度，易使藥皮表層干固，阻礙內(nèi)層水分繼續(xù)向外擴(kuò)散,當(dāng)達(dá)到一定壓強(qiáng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致藥皮開裂;若蒸發(fā)速度過慢，藥皮內(nèi)的水分較高，所需干燥的時(shí)間增長，有利于藥皮中的鐵合金與水玻璃發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，會(huì)導(dǎo)致藥皮起泡、變質(zhì)。為此，焊條藥皮水分必須有一個(gè)適宜的蒸發(fā)速度，才能保證焊條的烘干效果。焊條烘干過程，包括晾干或低溫干燥和高溫烘焙。（一）焊條晾干或低溫干燥將濕焊條在室溫條件下，自然干燥的過程，稱為晾干。晾干時(shí)，室溫一般不低于15°C，相對(duì)濕度最好為50%?55%，晾干時(shí)間,螺旋式涂粉機(jī)生產(chǎn)的焊條為8?18h;可根據(jù)具體條件和焊條的品種、規(guī)格酌情掌握。在晾干場地，應(yīng)適當(dāng)改善通風(fēng)條件。自然晾干雖可以節(jié)約能源，但所需時(shí)間長、面積大、重復(fù)勞動(dòng)多，勞動(dòng)條件差，大批量生產(chǎn)時(shí)不宜采用。低溫烘干是將濕焊條擺放在具有加熱和排潮裝置的烘干房或烘干爐中進(jìn)行干燥也叫人工強(qiáng)制晾干。烘干溫度一般為40?60°C，時(shí)間為4?8h,這樣就縮短了時(shí)間，減少了占地面積，能源消耗較少，提高了質(zhì)量,常為焊條廠所采用。晾干或低溫烘干的目的，在于將濕焊條中的水分部分排除掉,為高溫洪焙做好準(zhǔn)備。防止焊條粘聯(lián)、起泡，提高焊要的烘干質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中,常用指甲壓焊條藥皮，以無指甲壓痕為低溫烘干合格后，方可轉(zhuǎn)入高溫烘焙。（二）焊條的高溫烘焙在高溫烘干爐中，以較高的溫度，將已晾干（或低溫烘干）的焊條進(jìn)行烘干,使其水分繼續(xù)排除。這種使藥皮干固的工藝過程，稱為高溫烘焙。高溫烘焙時(shí)，一般經(jīng)低溫、中溫、高溫并保溫一定時(shí)間冷卻、出爐（一般為100C以下）等過程。由于焊條品種、規(guī)格的不同，高溫烘焙工藝的最高控制溫度、保溫時(shí)間等，也有很大的差異。經(jīng)高溫烘焙后的焊條，藥皮中的含水量一般要求為：酸性焊條W1%（纖維素型焊條例外）；堿性焊條W0.4%。二、焊條的烘干特點(diǎn)及主要工藝要求不同的焊條,具有不同的烘干特點(diǎn)，其烘干工藝，也有較大的差異。為此，將幾種典型焊條的烘干特點(diǎn)及其工藝要求進(jìn)行概述。（一）酸性碳鋼焊條酸性碳鋼焊條藥皮中，一般含有較多的云母和少量的有機(jī)物（木粉，微晶等）等彈性材料，使藥皮具有較好的透氣性和排水作用，易于烘干。所以，低溫烘干（或晾干）的時(shí)間可以縮短；高溫烘干時(shí)，升溫速度可加快,以節(jié)約時(shí)間和能源，并可達(dá)到良好的烘干效果。其烘干溫度為200?250C。如E4303焊和要的烘干工藝:當(dāng)用箱式烘干爐烘干時(shí)，一般為隨爐升溫，于200?220C，保溫1h,隨爐降溫度至100C以下出爐。（三）堿性焊條堿性焊條藥皮中含有較多的大理石、氟石和鐵合金,藥皮的毛細(xì)管作用弱，透氣性差，常用鈉或鉀鈉高模數(shù)水玻璃作粘結(jié)劑，水分?jǐn)U散速度慢，排出困難,藥皮中的鐵合金易與水玻璃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使藥皮起泡、變質(zhì)，加之所用水玻璃粘性較大，易產(chǎn)生焊條粘連、藥皮變形等。因此，這類焊條的烘干要求較酸性焊條嚴(yán)格。焊條在高溫烘干前必須進(jìn)行低溫烘干或自然晾干。若采用自然晾干時(shí)，也必須控制室溫、濕度、通風(fēng)條件及晾干時(shí)間，待干燥后，才能進(jìn)行高溫烘干。對(duì)周期箱式烘干爐，高溫烘干時(shí)，在低溫階段（100C以下）應(yīng)多次排潮，延長低溫時(shí)間，嚴(yán)格控制升溫速度，不可太快，一般約為50C/h，升溫速度太快易產(chǎn)生藥皮開裂或藥皮粘連。一般烘干溫度為370?400°C，保溫1.5?2h左右。在某些特殊條件下，最高烘干溫度可高達(dá)450C。在焊條實(shí)際生產(chǎn)中，多采用低溫和高溫分爐烘干。堿性焊條的烘干工藝參數(shù)如圖4-41所示。不銹鋼焊條不銹鋼焊條，一般說來是用不銹鋼作焊芯的。而不銹鋼的線膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于碳鋼,一般均大于藥皮的線膨脹系數(shù)，故這類焊條烘干的困難是在于極易產(chǎn)生藥皮裂紋。不銹鋼焊條藥皮類型有酸性(以金紅石為主)和堿性(以大理石、氟石為主)兩類，由于大都采用油壓式焊條涂粉機(jī)進(jìn)行生產(chǎn),水玻璃的模數(shù)、濃度較高，粘性較大，易發(fā)生焊條粘連、裂紋等缺陷，所以這類焊條,高溫烘干前應(yīng)進(jìn)行低溫烘干。高溫烘干時(shí)，升溫速度應(yīng)慢，避免急冷、急熱。堿性藥皮不銹鋼焊條的烘干溫度為300?350C，保溫1.5h;金紅石型藥皮的不銹鋼焊條一般烘干溫度為250?300C，保溫1?1.5h;而對(duì)含有較多硅鋁酸鹽的金紅石型不銹鋼焊條為300?340C，保溫1.5?2h。對(duì)碳鋼芯不銹鋼焊條，其烘干工藝參數(shù)可較同類型藥皮的不銹鋼芯焊條約高20?40C。電焊條藥皮材料使用簡介1.1大理石熔點(diǎn):2572Ca在焊接過程中所起的作用(1)脫硫穩(wěn)弧分解CO2,保護(hù)焊縫不被氧化、氮化造成短渣，使方向性焊接方便脫磷(間接)用量過多的現(xiàn)象增加藥粉熔點(diǎn)，減慢焊接速度，使焊縫成型粗糙熔點(diǎn)高使渣粘度增加，易使焊縫產(chǎn)生內(nèi)氣孔主要化學(xué)成分CaCO3N95SW0.03PW0.03在焊條藥皮中的作用主要的作用是造渣和造氣,其次還有穩(wěn)弧和提高熔渣的堿度以及脫硫等作用對(duì)焊接工藝性能的影響隨著CaCO3含量的增高,脫渣率、飛濺率和耗電量相應(yīng)增加1.2螢石熔點(diǎn)：1375°C為強(qiáng)稀釋劑，使焊縫中氣體易于逸出能脫硫，并與氫結(jié)合成HF而揮發(fā)，減少氫白點(diǎn)傾向?qū)俑唠婋x元素，破壞電弧穩(wěn)定，含量大于10%就會(huì)使交流焊接困難，必須加入很強(qiáng)的穩(wěn)弧劑,才有可能用交流電與氫結(jié)合生成的HF易揮發(fā)且有毒，在密封容器內(nèi)使用需加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，但螢石本身無毒主要化學(xué)成分CaF2N96SW0.03PW0.02在焊條藥皮中的作用螢石是低氫型焊條的一種重要材料，其主要作用是造渣，在堿性渣里，它能降低渣的熔點(diǎn)，粘度和表面張力，增加渣的流動(dòng)性，可以減少焊縫金屬中的氣體雜質(zhì)，有一定的去氫作用。對(duì)焊接工藝性能的影響螢石的顆粒度對(duì)焊接工藝性能,如飛濺、脫渣沒有明顯的影響,CaP2含量越高，脫渣性能越好。1.3鈦鐵礦系混合物，熔點(diǎn)要根據(jù)TiO2、FeO、Fe2O3含量確定促使熔滴以霧狀過渡(2)促使焊縫成型細(xì)而光滑我國資源豐富，可替代進(jìn)口，立足國內(nèi)資源鈦鐵礦各地成分不一，要定點(diǎn)供應(yīng)，使用前要通過處理過量的使用，因含F(xiàn)eO和Fe2O3多，需提高錳鐵用量來還原有助于提高焊速，使焊縫易脫渣,但對(duì)方向性焊接和飛濺不利主要化學(xué)成分TiO2W45FeO35?40Fe2O3W10SW0.03PW0.02在焊條藥皮中的作用在藥皮中的作用是造渣，鈦鐵礦中的TiO2一般在50%以上。我國的鈦鐵礦資源極為豐富,由于鈦鐵礦型焊條的熔渣性能稍差于鈦鈣型焊條。目前，鈦鐵礦型焊條在我國應(yīng)用尚少。1.4還原鈦鐵礦熔點(diǎn)為1200?1250°C還原性好，含F(xiàn)e約35%左右電弧穩(wěn)定，熔池平靜增加熔敷效率使金屬的細(xì)霧狀過渡,電弧柔和焊縫成型美觀，溶渣覆蓋好缺點(diǎn)：過量使用壓涂較困難過量使用焊板溫度高，溶渣變稀主要化學(xué)成分TiO2N52CW0.20FeOW9SW0.035PW0.040對(duì)焊接工藝性能的影響隨著還原鈦鐵礦中FeO含量的增多，焊接工藝性能的各項(xiàng)參數(shù)都受到影響，其中尤以脫渣最明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明粗的比細(xì)的稍好。1.5天然金紅石TiO2熔點(diǎn)1560C氧化性弱熱脫渣性好電弧穩(wěn)定，熔池平靜使金屬以細(xì)霧狀過渡方向性焊接性好、焊縫成型美觀，熔渣覆蓋好缺點(diǎn)：過量使用焊縫易裂過量使用會(huì)使機(jī)械性能嚴(yán)重下降主要化學(xué)成分TiO287?96%FeOW0.5SiO2W0.75SW0.03PW0.05ZnOW1.0對(duì)焊接工藝性能的影響天然金紅石的顆粒度對(duì)飛濺有影響，粗粉的飛濺率低于線粉。粗粉和細(xì)粉對(duì)熔化系數(shù)和脫渣率沒有差異。1.6云母系混合物，熔點(diǎn)1400°C穩(wěn)弧、造渣(2)富于彈性，有利于焊條生產(chǎn)可增加藥皮透氣性,故對(duì)藥皮易干裂和發(fā)紅有防止作用過多過粗的云母可使藥皮疏松，焊條易破頭及擦傷，同時(shí)使搖皮過粗，使表面質(zhì)量差。a.主要化學(xué)成分SiO244~52AL20320~35K2O+Na2O7~14SW0.05PW0.051.7白泥熔點(diǎn)1810C主要用作粘結(jié)劑，白泥能產(chǎn)生藥粉塑性，對(duì)焊條壓制非常有利造渣內(nèi)含結(jié)晶水。使用過多，會(huì)使渣粘度提高，使焊縫含氫量增加a.主要化學(xué)成分Si0260~75AL20315~25SW0.05PW0.05在焊條藥皮中的作用白泥作用是改善焊條的壓涂性能和造渣，也有一定的穩(wěn)弧作用，由于白泥中含有一定數(shù)量的結(jié)晶水，可以主要用在酸性焊條藥皮中，加入量在3?15%之間,對(duì)于要求含氫量較低的堿性焊條則不適用。對(duì)焊接工藝性能的影響在斷弧長度,熔化系數(shù)和焊條效率性能上,SiO2含量高的要優(yōu)于Si02含量低的對(duì)焊條藥皮開裂的影響在焊條生產(chǎn)中，特別是酸性焊條,烘干后藥皮往往出現(xiàn)微裂紋，成為酸性焊條生產(chǎn)中的一個(gè)老大難問題在一般情況下，白泥中SiO2含量高，則含砂率也高。含砂率與SiO2含量的關(guān)系如表：白泥的含砂率指標(biāo)影響焊條藥皮開裂的原因是，含砂率高的白泥保證了焊條藥皮具有定的疏松度，提高了透氣性，這樣在低溫烘干時(shí)利于潮氣的排出，否則潮氣不易排出就會(huì)造成藥皮開裂，當(dāng)然白泥的含砂率過多也不行，最佳范圍為18?22%。1.8長石熔點(diǎn)約1400°C穩(wěn)弧造渣適量有利于脫渣過多減慢焊速，增加渣的粘度主要化學(xué)成分SiO263?75A12O312?21K2O+Na2ON12SW0.05PW0.05在焊條藥皮中的作用在焊條中的主要作用是造渣，還因其含有K、Na等游離的質(zhì)，可以擔(dān)高電弧穩(wěn)定性。對(duì)焊接工藝性能的影響粗粒長石粉(100目)在電弧穩(wěn)定性、脫渣性和斷弧長度比細(xì)粒長石(200目)好。1.9鈦白粉化工產(chǎn)品，熔點(diǎn)1560C穩(wěn)弧，使熔池平靜，少飛濺，有導(dǎo)電性，操作方便形成短渣，對(duì)立、仰焊有顯著效果能產(chǎn)生活潑的熔渣,均勻覆蓋在焊縫上保護(hù)焊縫,TiO2在高溫下熔渣粘度很低。脫渣方便,TiO2結(jié)晶速度快。使焊波細(xì)致能與氧化鐵結(jié)合成為鈦酸鹽進(jìn)入熔渣起脫氧作用。用量過多在高鈦型焊條中焊縫易熱裂，機(jī)械性能差，特別是冷彎時(shí)折斷。主要化學(xué)成分TiO2N98%SW0.05PW0.05在焊條中的作用在焊條中的作用是增強(qiáng)藥皮的塑性、粘性使焊條易于壓涂生產(chǎn)。在焊接工藝性能上的影響鈦白粉中金紅石型結(jié)構(gòu)含量大的焊條尾部溫升偏低一些，銳鈦礦型含量大的尾部溫升偏高。1.10中碳錳鐵熔點(diǎn)1260°C在焊接過程中的作用脫氧脫硫放熱并加快焊接反應(yīng)速度補(bǔ)充焊縫中的錳量用量過多的現(xiàn)象使焊縫產(chǎn)生表面氣孔特別是鈦型焊條焊接過程中產(chǎn)生飛濺，特別是高碳錳鐵.在焊縫中的作用提高強(qiáng)度和硬度，在低碳鋼中含量如超過2%則延展性、韌性變差，焊件接頭脆硬,在鋼加熱時(shí)會(huì)使晶粒粗大。在一般低碳鋼中含Mn量與含S量之比最好為15：1,因?yàn)檫@樣