一种不锈钢焊条的制作方法

本发明属于焊接材料
技术领域：
，具体是一种不锈钢焊条。
背景技术：
：随着经济的飞速发展和科学技术的不断进步，不锈钢的应用越来越广泛，而形成不锈钢结构件的最直接的方法是焊接工艺。不锈钢焊接一般需使用不锈钢焊接材料，目前应用最广的是不锈钢焊条。传统的不锈钢焊条由不锈钢焊芯及药皮两部分构成，是在不锈钢焊芯外将药皮均匀、向心的压涂在不锈钢焊芯上。不锈钢焊芯通常是一根具有一定长度及直径的不锈钢棒，焊接时不锈钢棒要传导焊接电流，在工件与焊条端头之间产生电弧，把电能转换成热能，另外其本身也会熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。传统的不锈钢焊条普遍存在焊接到后半段时药皮易发红和开裂的问题：①发红会使药皮中的造气剂提前分解，并使熔池失去保护气氛，增加焊接接头产生气孔的倾向，同时通过药皮过渡的有益元素也会提前烧损，对焊缝金属性能产生不利影响；②由于焊芯受热膨胀会引起药皮开裂或脱落，最后不得不终止焊接，造成了焊条的巨大浪费。总之，药皮发红或开裂则直接影响电弧的稳定性、焊缝的成形性、熔池的冶金性、脱渣的难易度。不锈钢焊条药皮发红和开裂的原因是由于不锈钢焊芯的电阻率比碳钢焊芯大几倍，而导热性又仅为碳钢的1/3左右，且线膨胀系数大，在焊接过程中，在高电阻热和低导热性双重因素作用下，焊芯温度急剧升高，致使焊条药皮受热过高而发红，不锈钢焊芯的线膨胀系数大，焊接时产生大量的电阻热而膨胀，当焊芯的膨胀变形量超过药皮的变形能力时，药皮就会开裂，从而使焊条的焊接工艺性能严重恶化，剩余焊条基本不能使用（一般剩余三分之一以上），造成资源浪费，焊条利用率低。如何解决不锈钢焊条药皮发红和开裂的问题，是本领域科技人员工作的当务之急。技术实现要素：本发明的目的是提供一种不锈钢焊条，解决如下技术问题：①减小不锈钢焊芯受热后的体积膨胀量，进而降低药皮的开裂倾向；②增大焊接时不锈钢焊芯所产生电阻热的散发速度，降低焊条发红倾向。本发明采用如下技术方案：一种不锈钢焊条，包括不锈钢焊芯、不锈钢有缝管和药皮，所述不锈钢焊芯外部由内至外依次设有不锈钢有缝管和药皮。所述不锈钢焊芯垂直于长度方向的横截面由焊芯主体和矩形凹槽组成，所述矩形凹槽贯通不锈钢焊芯的长度方向。所述不锈钢有缝管由不锈钢带卷制形成，不锈钢有缝管垂直于长度方向的横截面由圆环、凸棱和焊缝组成，不锈钢带卷制成圆环后在环形闭合处向圆环的圆心方向弯曲制备出凸棱，圆环闭合处设有焊缝。所述矩形凹槽与凸棱过盈配合连接，连接后焊芯主体与圆环之间沿圆周的缝隙相等。所述不锈钢焊芯的直径比不锈钢有缝管的内壁直径小1.0mm-2.0mm。所述焊缝有三段，分别位于不锈钢环有缝管的两端和中间部位，每段长度为10mm-16mm，优选12mm-14mm。所述不锈钢有缝管的材质的热导率大于不锈钢焊芯的材质的热导率。制备焊缝的焊接材料熔敷金属化学成分与不锈钢有缝管的化学成分相同或相近。本发明具有以下有益技术效果：1、由于不锈钢焊芯与不锈钢有缝管内壁间存在缝隙，焊接时不锈钢焊芯由于电阻热产生的体积膨胀不会造成不锈钢有缝管的外壁体积变化；而不锈钢有缝管产生的电阻热绝大部分则从缝隙快速散发，所以不锈钢有缝管自身体积变化极小，其外部的药皮不会被胀破开裂。2、焊接时不锈钢焊芯产生电阻热会从不锈钢焊芯与不锈钢有缝管内壁之间的缝隙快速散发，不锈钢有缝管产生的电阻热绝大部分则从缝隙快速散发，不锈钢有缝管的温升极小，大大减小了不锈钢有缝管产生的电阻热对药皮的热量传导，显著减小了药皮的发红和开裂倾向。3、由于制备不锈钢有缝管的材质的热导率大于制备不锈钢焊芯的材质的热导率，不锈钢有缝管内壁与焊芯有间隙，其散热快；不锈钢有缝管外壁与药皮接触，由于其热导率大，散热也会较快，两者的综合作用可显著降低药皮的发红开裂倾向。4、由于本发明的不锈钢焊条的药皮发红和开裂倾向极小，焊条的使用率大大提高，其可用于焊接的长度达到了药皮长度的91%以上。附图说明图1是一种不锈钢焊条的垂直于长度方向的横截面图；图2是一种不锈钢焊条的不锈钢焊芯垂直于长度方向的横截面图；图3是一种不锈钢焊条的不锈钢有缝管垂直于长度方向的横截面图；图4是图3的左视图。图中：1、不锈钢焊芯；1-1焊芯主体；1-2、矩形凹槽；2、不锈钢有缝管；2-1、圆环；2-2、凸棱；2-3、焊缝；3、药皮。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。一种不锈钢焊条，包括不锈钢焊芯1、不锈钢有缝管2和药皮3，不锈钢焊芯1外部由内至外依次设有不锈钢有缝管2和药皮3。不锈钢焊芯1垂直于长度方向的横截面由焊芯主体1-1和矩形凹槽1-2组成，矩形凹槽1-2贯通不锈钢焊芯1的长度方向。不锈钢有缝管2由不锈钢带卷制形成，不锈钢有缝管2垂直于长度方向的横截面由圆环2-1、凸棱2-2和焊缝2-3组成，不锈钢带卷制成圆环2-1后在环形闭合处向圆环2-1的圆心方向弯曲制备出凸棱2-2，圆环2-1闭合处设有焊缝2-3。不锈钢焊芯1的直径比不锈钢有缝管2的内壁直径小1.0mm-2.0mm，由于缝隙的存在，不锈钢焊芯1产生电阻热后的体积膨胀不会造成不锈钢有缝管2的外壁体积变化，不锈钢有缝管2产生的电阻热绝大部分则从缝隙快速散发，所以不锈钢有缝管2自身体积变化极小，其外部的药皮3不会被胀破开裂；由于缝隙的存在，不锈钢焊芯1产生电阻热会从缝隙快速散发，不锈钢有缝管2产生的电阻热绝大部分也会从缝隙快速散发，使不锈钢有缝管2的温升极小，大大减小了不锈钢有缝管2产生的电阻热对药皮3的热量传导，显著减小了药皮3的发红和开裂倾向。矩形凹槽1-2与凸棱2-2过盈配合连接，两者间不会滑动，连接后焊芯主体1-1与圆环2-1之间沿圆周的缝隙相等，焊缝2-3有三段，分别位于不锈钢有缝管2的两端和中间部位，每段长度为10mm-16mm，优选12mm-14mm，焊缝2-3的存在会保证制备的不锈钢有缝管2不会开裂。制备所述不锈钢有缝管2的材质的热导率大于制备不锈钢焊芯1的材质的热导率，可以保证不锈钢有缝管2产生的电阻热更易散发，减小其对药皮的热量传导。制备焊缝2-3的焊接材料熔敷金属化学成分与不锈钢有缝管2的化学成分相同或相近，这样可以保证本发明一种不锈钢焊条的熔敷金属中杂质含量少。实施例1利用本发明方法制备不锈钢焊条，不锈钢焊芯采用牌号为12cr17ni7的材料制备，该材料100℃时的热导率为16.3w/(m·k)，500℃时的热导率为21.5w/(m·k)，不锈钢有缝管采用牌号为022cr12的材质制备，该材料100℃时的热导率为24.9w/(m·k)，500℃时的热导率为28.5w/(m·k)，不锈钢焊芯的直径比不锈钢有缝管的内壁直径小1.0mm，利用钨极氩弧焊法在不锈钢有缝管上焊接，焊丝型号为r308lt1-5，每段焊缝长度为10mm。实施例2利用本发明方法制备不锈钢焊条，不锈钢焊芯采用牌号为14cr12ni18的材料制备，该材料100℃时的热导率为15.9w/(m·k)，500℃时的热导率为18.8w/(m·k)，不锈钢有缝管采用牌号为12cr13的材质制备，该材料100℃时的热导率为24.2w/(m·k)，500℃时的热导率为28.9w/(m·k)，不锈钢焊芯的直径比不锈钢有缝管的内壁直径小2.0mm，利用钨极氩弧焊法在不锈钢有缝管上焊接，焊丝型号为r308lt1-5，每段焊缝长度为16mm。对比例1按本发明中具体实施方式制备不锈钢焊条，但不锈钢焊芯和不锈钢有缝管采用牌号为14cr12ni18的相同材质制备，该材料100℃时的热导率为15.9w/(m·k)，500℃时的热导率为18.8w/(m·k)，不锈钢焊芯的直径比不锈钢有缝管的内壁直径小2.0mm，利用钨极氩弧焊法在不锈钢有缝管上焊接，焊丝型号为r308lt1-5，每段焊缝长度为16mm。对比例1选择市售型号为e308-46的不锈钢焊条进行焊接。实施例及对比例结果见表1。表1项目特点药皮发明或开裂情况焊条使用率焊缝成形实施例1本发明技术方案不发红且不开裂91%好实施例2本发明技术方案不发红且不开裂92%好对比例1焊芯与有缝管材质相同轻微发红且轻微开裂80%较好对比例1现有技术方案发红且开裂65%一般本发明由于有效降低了不锈钢焊条药皮的发红和开裂倾向，不锈钢焊条的使用率大大提高，经实验及实用证明，其用于实际焊接的长度达到了药皮长度的91%以上，远远大于普通不锈钢焊条的65%左右的使用率，节约了能源，提高了经济效益，本发明是不锈钢焊条方面的创新。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12