专利名称：一种焊接用玻璃纤维带生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及无机非金属材料技术领域，具体说是ー种用于单面焊双面成型焊接专用的焊接衬垫材料之一，即玻璃纤维带的生产エ艺。
背景技术：
玻璃纤维带作为单面焊双面成型用非金属衬垫材料之一，能否满足焊接使用要求，关键在于玻璃纤维的化学成分对焊接エ艺和焊接接头的机械性能有无利害关系(因高温焊接时衬垫材料的成分或多或少会渗入焊缝金属材料中)。国内早期采用无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维制作衬垫材料，因其无碱玻璃纤维B203的含量较高(达到8%左右)，它可导致焊接接头塑性和韧性下降，严重时可导致焊缝脆化产生裂纹，而且B203对人体有害；中碱玻璃纤维无Zr02成分，对焊缝成型不利。目前，采用耐碱玻璃纤维即SiO2—Zr02—Na20玻璃系统 (无B203)作为焊接用玻璃纤维衬垫材料，基本满足手工焊(碱性焊条)、埋弧焊、C02气体保护焊，广泛应用于造船、大型桥梁、锅炉、压カ容器等金属结构单面焊双面成型エ艺，焊缝的成型质量较好。但由于耐碱玻璃纤维主要用于增强水泥制品，ZrO2的含量高达16. 7%，导致玻璃纤维的熔化温度高达1600度以上，该玻璃成分适宜拉制无捻粗纱，拉制7-9微米的细纱作业性及玻璃纤维的纺织造エ艺性能较差；同时SiO2 — ZrO2 — Na2O玻璃系统中碱性成分偏低，不能完全满足焊接质量要求。另外，以往的衬垫带无中心线，使用时人工划线，所焊钢板不易对中；而后发展为在该产品织造时，在玻璃纤维带的中心织入ー根红色的棉线或化纤线，视为带的中心，但棉线或化纤线不耐高温，在高温焊接时易熔化冒烟，导致焊缝发泡，严重影响焊缝质量。因此，国内至今尚无完全满足焊接要求的专用玻璃纤维衬垫材料。
发明内容
为克服现有焊接用玻璃纤维衬垫材料能耗高、织造エ艺性能较差、且不能完全满足焊缝韧性性能的要求的不足，本发明的发明目的在于提供一种焊接用玻璃纤维带生产エ艺，以降低玻璃的熔化温度，降低拉丝作业难度系数，提高单面焊双面成型质量。为实现上述目的，本发明包括纤维玻璃料的混合配制、熔制、玻璃纤维的拉丝、合纱、整径、卷纬、织造；其玻璃系统的化学成分重量百分比为Si O 2 :58-60% ；Zr O 2 10-12% ；Ca O 2. 5-4. 5% ；CaF2 1-3% ；Na2 0:10—14% ；K2 0:2. 5-5% ；Ti 0 2:3_4· 5% ；A12 0 3 3-7% o所述织造エ艺的穿棕、筘要求依据玻纤带的宽度，计算每条带应有的经纱数量外要多计算1-4根经纱线；穿棕时，将多设计的1-4根经纱穿入玻纤带经纱中心处的两片棕的前片或后片棕的一个棕丝眼中，并穿入相对应的中心处的同一筘齿中，在织物组织的密度不变、厚度、宽度不变、织造エ艺參数不变条件下，可使织物表面形成一条明显突出的中心线，中心线的成分与玻纤带的成分相同。本发明采用SiO2 — ZrO2-Na2O — Al203玻璃系统，降低ZrO2的含量、提高碱性成分Na20、K2O的含量，增加CaF2成分，引入Al203。在不影响焊缝成型质量的条件下将ZrO2含量降低3-5%使玻璃的熔化温度降150度左右，使玻璃纤维的拉丝作业难度系数降低20%。Na2O, K2O, CaF2都是玻璃的助熔剂，不但能有效降低玻璃的熔化温度，而且能有效提高焊接接头、焊缝的韧性强度，特别是Al203的引入可提高材料的耐温度。用该材料制作的单面焊衬垫带，具有柔软性、贴合性好，且不含石蜡，使用前无需任何处理，得到的低碳钢、低合金钢单面焊接接头、焊缝成型良好，无焊接缺陷，其化学成分及机械性能达到中国船检ZC和国际有关船级社规范要求。本发明与现有技术相比，玻璃的熔化温度低，节能降耗效果明显，按照年产5000万米的生产能力计算，年节电1000万度，生产消耗降低10%，玻璃纤维的拉丝作业难度系数降低20%，工作效率提高20% ;由于玻璃成分中碱性物质的提高，焊接接头、焊缝的韧性强度高，焊缝的耐冲击强度提高25-30% ;且在织物表面形成一条明显突出的中心线，中心线的成分与玻纤带的成分相同，操作简便、准确、高效，可有效满足高性能、高品质的焊缝质量。
具体实施方式
本发明所需玻璃纤维材料成分如下
实施例I:
Si02 60%; ZrO2 12%; CaO 2. 5%; CaF2 3%; Na2O :14%;
K2O 2. 5%; TiO2 3. 0%; Al203 3%
实施例2
Si02 59%; ZrO2 11%; CaO 3. 5%; CaF2 2. 0%; Na2O 12%;
K2O 3. 5%; TiO2 4. 0%; Al203 5%
实施例3
Si02 :58%; ZrO2 10%; CaO : 4. 5%; CaF2 I · 0%; Na2O 10%;
K2O 5. 0%; TiO2 4. 5%; Al203 7%
本发明的生产エ艺
1、纤维玻璃料的混合配制、熔制
按照玻璃料的配方，依据各种原材料的化学分析结果进行计算、计量，混合配制，采用立式搅拌机进行搅拌，并将搅拌好的配合料由喂料机送入熔化部进行熔化，熔化好的玻璃液流入澄清池进行均化，然后由通路流入作业池进行拉丝作业。其流程为玻璃料的混合搅拌——混合料送入熔化部(熔化温度1430-1450° C)——澄清池(控制温度1315-1325 ° C)——通路(控制温度1275-1285 ° C)——作业池(控制温度1225-1235° C)——流入钼金漏板拉丝作业(控制温度1178-1182° C)
2、玻璃纤维的拉制
采用400孔钼金漏板、变频大卷装拉丝机，采用无腊增强型侵润剂，纤维直径7-9微米。3、玻璃纤维的合纱、整径、卷纬分别经无捻粗纱机、捻线机进行合纱、并捻；采用一次性整经机进行整经；采用打纬机进行卷纬。4、玻璃纤维带的织造
采用ZGF755-827、645、465型号或其它型号有梭单、双层织带机，依据玻纤带的不同宽度，可以同时织8-20条；依据玻纤带不同厚度可采用两片棕或4片棕；依据使用松软度要求，可以设计平纹或斜纹织造等。经纱数量计算依据玻纤带的宽度，计算每条带应有的经纱数量外要多计算1-2或2-4根纱线。穿棕、筘要求穿棕时，将多设计的1-4根经纱穿入玻纤带经纱中心处的两片棕的前片或后片的一个棕丝眼中，并穿入相对应的中心处的同一筘齿中，在织物组织的密度不变，厚度、宽度不变，织造工艺参数不变的条件下，可使织物表面形成一条明显突出的中心线，中心线的成分与玻纤带的成分相同，
5.焊接用玻璃纤维带的规格型号宽度20-50mm，厚度0. 5_2mm。现场使用前，先将焊接用玻璃纤维带与焊剂材料复合
焊剂配料一入模一加温一冲压一成型(胚块长度60cm,宽度30-50mm、厚度10_15mm)—将专用玻璃纤维带贴覆在成型好的相应焊剂胚块上面一用金属材料铁皮、铝箔等将玻璃纤 维带和焊剂胚块型材沿长度方向的两边固定成整体，便于焊接时使用。
权利要求
1.一种焊接用玻璃纤维带生产工艺，其特征在于包括纤维玻璃料的混合配制、熔制、玻璃纤维的拉丝、合纱、整径、卷纬、织造；其玻璃系统的化学成分重量百分比为=Si O2:58-60% ；Zr 0 2:10-12% ；Ca 0 :2. 5-4. 5% ；CaF21-3%；Na2 0:10-14% ；K2 0:2. 5-5% ；Ti 02:3-4. 5% ；A12 0 3 3-7%0
2.根据权利要求I所述的一种焊接用玻璃纤维带生产工艺，其特征在于依据玻纤带的宽度，计算每条带应有的经纱数量外要多计算1-4根经纱线，穿棕、筘要求穿棕时，将多设计的1-4根经纱，穿入玻纤带经纱中心处的两片棕的前片或后片的一个棕丝眼中，并穿入相对应的中心处的同一筘齿中，使织物表面形成一条明显突出的中心线，中心线的成分与玻纤带的成分相同。
全文摘要
一种焊接用玻璃纤维带生产工艺，其化学成分重量百分比为SiO258-60%；ZrO210-12%；CaO2.5-4.5%；CaF21-3%；Na2O:10-14%；K2O2.5-5%；TiO23-4.5%；Al2O33-7%；织造时依据玻纤带宽度，计算每条带应有的经纱数量外要多计算1-4根纱线，将多设计的经纱穿入经纱中心处两片棕前片或后片棕的一个棕丝眼中，并穿入相对应中心处同一筘齿中，使织物表面形成一条明显突出中心线。本发明玻璃熔化温度低，节能降耗效果明显，拉丝作业难度系数降低，工作效率提高；焊接接头、耐冲击强度、焊缝韧性强度高，可有效满足高性能、高品质焊缝质量。
文档编号C03C13/02GK102747501SQ20111009707
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者李书达, 马秀莲 申请人:襄阳市银太新型材料有限责任公司