专利名称：焊接材料物质组成及其含量的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接材料技术领域，具体是一种含氧化铈焊条，以及一种焊接材料物质组成及其含量的检测方法。
背景技术：
焊接材料主要包括:焊条药皮、管状焊丝的焊芯、埋伏焊的焊剂、电渣焊的熔渣等。其中，焊条由药皮和焊芯构成，药皮主要起机械保护作用和气体保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能，是决定焊缝金属质量的主要因素之一。根据焊接材料的不同需要选择不同的稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、粘结剂、成型剂等，这些都是通过控制药皮不同组成变化达到的。然而，药皮的组成成分复杂，为多种不同物质的混合物。由于药皮在焊接过程中的重要作用，因此，对药皮成分组成以及检测一直是焊条生产过程中产品质量控制的重要环节。现有E5515型等典型低合金钢焊条当焊接碳当量CE>0.4%的中碳钢和Q390等低合金高强度钢时，为避免产生淬硬组织和裂纹，焊接时需采用特殊的工艺措施，如焊前预热到250°C 400°C，采用细焊条、小电流以减少母材的熔化深度，减缓热影响区的冷却速度；焊后缓冷和进行去应力退火等。这无形当中增加了生产周期，增大生产成本。虽然此类焊条价格低，但性能低，生产成本高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种焊接材料，焊前不需要预热，不用采用细焊条、小电流，焊后不需要进行去应力退火，缩短了生产周期，降低了生产成本。同时提供一种焊接材料物质组成及其含量的检测方法，以期待解决现有技术中检测结果不够准确、全面的问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:一种焊接材料物质组成及其含量的检测方法，包括取3个不同批次样品分别单独检测，所述的检测方法还包括以下步骤:a.解离药皮，所述解离药皮使药皮的不同组成物间解离，采用玛瑙研钵进行研磨，研磨时间控制在10至20分钟；b.超声分离，所述超声分离使包裹粘连的不同物质得到分离，超声波工作频率为40千赫兹，工作时间为45至60分钟；c.将样品缩分为3等份，分别在观察仪器上进行样品形貌观察；对不同颗粒进行能谱化学成分分析，确定物质组成；粒度分级，统计不同物质颗粒数级面积大小，根据不同物质的密度及其分布面积确定各物质含量；经过检测，所述焊接材料的物质组成及其重量百分比含量为:大理石35%，萤石15%，钛铁9%，低碳硅铁7%，中碳锰铁5%，钛白粉8%，碳化钨7%,云母 4%,纯碱 1.2%, CeO2 为 3%, Al2033%, K2Ol.5%, Na2Ol.3%。更进一步的技术方案是粒度分级包括:筛分法、水析法。
更进一步的技术方案是超声分离的介质选自乙醇、丙酮中的一种。与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:焊接材料焊前不需要预热，不用采用细焊条、小电流，焊后不需要进行去应力退火，缩短了生产周期，降低了生产成本。另外，对焊接材料直接处理，采用不破坏焊接材料构成物的结构、组成成分，由于微区分析可选取独立物相进行分析，避免了化学分析多物质混合导致的不同成分的影响；通过微区分析直接检测焊接材料的物质组成及其粒度大小，达到既确定其化学组成又确定其存在形式，满足焊条材料品质的精细检测，从而保证闻品质焊材的一致性。
图1为本发明一个实施例中样品的萤石测定能谱图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步阐述。本发明一个实施例焊接材料物质组成及其含量的检测方法，检测步骤是:选取三个不同批次的焊接材料实验样品，焊接材料可以是焊条药皮、管状焊丝的焊芯、埋伏焊的焊齐U、电渣焊的熔渣等焊接材料，作为具体的实施方案，本实施例的焊接材料选取含氧化铈焊条作为本实施例检测的焊接材料。但并不理解为对焊接材料选取的唯一性限制。本实施例通过采用机械方法将三个不同批次焊条，剥离焊条的药皮和焊芯，获得药皮重量500克，将三个不同批次的焊接材料样品分别单独保存，检测时也是分别单独检测。取其中一个批次的焊接材料样品，将焊接材料样品放置在玛瑙研钵中轻研至不同组成物间充分解离。将研磨后充分解离的样品放入1000毫升烧杯中，加热适量的介质，介质可以是丙酮也可以是乙醇，本实施例中介质是乙醇，将样品放入超声波容器中，超声分离不同物质间的包裹粘连，本实施例中超声波的工作频率为40千赫兹，工作时间在45至60分钟，优选的是50分钟。取出通过超声分离的样品，将已经充分解离的样品放入烘箱中烘干，称重，制样；对样品进行形貌观察，样品缩分成10克后，可以选用将样品均匀涂抹在大小范围是2平方毫米至5平方毫米的导电胶布上，具体的实施方案是将样品均匀涂抹在3平方毫米的导电胶布上；将涂抹在导电胶布上的样品表面镀碳；将涂抹在导电胶布上表面镀碳的样品放入扫描电镜中，进行样品形貌观察，观察仪器可以是透射式电子显微镜、扫描电镜等，作为优选的实施方案，本实施例中观察仪器是扫描电镜。采用扫描电镜对样品进行形貌观察，在扫描电镜中，不仅可以利用入射电子和试样相互作用产生各种信息来成像，而且可以通过信号处理方法，获得多种图像的特殊显示方法，还可以从样品的表面形貌获得多方面资料。因为扫描电子像不是同时记录的，它是分解为近百万个逐次依此记录构成的。因而使得扫描电镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析。下一步是粒度分级，粒度分级可以采用筛分法或水析法，其中筛分法是用筛子检测物料粒度组成的技术，是物料粒度分析的重要方法之一，简称筛析。筛析的粒度范围为300 0.045mm。粗粒(300 6mm)物料的筛析用冲孔钢板或金属织网的筛子，细粒(6 0.045_)物料用标准试验筛。筛析时根据检测需要，选择不同筛孔尺寸的筛网，组成套筛。筛析所需的样品质量可按表列数值选取；也可按经验式计算。水析法是根据不同粗细的颗粒在流水或静水中的沉降速度差异，对物料进行分组的一种粒度分析方法。作为具体的实施方案，本实施例中粒度分级采用筛分法。统计不同物质颗粒数级面积大小，根据不同物质的密度及其分布面积确定各物质含量。对不同颗粒进行能谱化学成分分析，由于微区分析可选取独立物相进行分析，避免了化学分析多物质混合导致的不同成分的影响。通过对原料成分的能谱检测，制得后期检测比对的标准谱图；通过对个粒级各颗粒的能谱检测对比原料图谱，获得个粒级的物质组成。对各颗粒一一测定，再对测定的量进行统计及得出个成分的含量。上述测定在FE1-Quanta250SEM扫描电镜及EDAX-genesis能谱仪上完成。扫描电镜的加速电压为25kv，Spot Size为7.0。能谱仪的Amp times为6.4 ；cps为26000 ；DT%为30%。三个批次分别进行检测。采用本实施例方法能准确获得样品中主要组成成分变化情况，同时能较完整的反映出样品的颗粒粒度分布状况，是焊接材料的品质保证的一个重要手段。如图1所示，图1示出了本实施例中样品的萤石测定能谱图，图中并未示出所有物质组成的测定能谱图。经过检测，本实施例中焊接材料样品物质组成及其含量为(重量％):大理石35%，萤石15%，钛铁9%，低碳硅铁7%，中碳锰铁5%，钛白粉8%，碳化钨7%，云母4%，纯碱 1.2%, CeO2 为 3%, Al2033%, K2Ol.5%, Na2Ol.3%。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求
1.一种焊接材料物质组成及其含量的检测方法，包括取3个不同批次样品分别单独检测，其特征在于:所述的检测方法还包括以下步骤: a.解离药皮，所述解离药皮使药皮的不同组成物间解离，采用玛瑙研钵进行研磨，研磨时间控制在10至20分钟； b.超声分离，所述超声分离使包裹粘连的不同物质得到分离，超声波工作频率为40千赫兹，工作时间为45至60分钟； c.将样品缩分为3等份，分别在观察仪器上进行样品形貌观察；对不同颗粒进行能谱化学成分分析，确定物质组成；粒度分级，统计不同物质颗粒数级面积大小，根据不同物质的密度及其分布面积确定各物质含量；经过检测，所述焊接材料的物质组成及其重量百分比含量为:大理石35%，萤石15%，钛铁9%，低碳硅铁7%，中碳锰铁5%，钛白粉8%，碳化钨7%，云母 4%,纯碱 1.2%, CeO2 为 3%, Al2033%, K2Ol.5%, Na2Ol.3%。
2.根据权利要求1所述的焊接材料物质组成及其含量的检测方法，其特征在于所述的粒度分级包括:筛分法、水析法。
3.根据权利要求1所述的焊接材料物质组成及其含量的检测方法，其特征在于所述的超声分离的介质为乙醇、丙酮中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种焊接材料物质组成及其含量的检测方法，包括取定量焊接材料样品，充分解离焊接材料，样品缩分，在观察仪器上进行样品形貌观察；对不同颗粒进行能谱化学成分分析，确定物质组成，粒度分级，统计不同物质颗粒数级面积大小，根据不同物质的密度及其分布面积确定各物质含量。经过检测，所述焊接材料的物质组成及其重量百分比含量为大理石31%，萤石15%，钛铁9%，低碳硅铁7%，中碳锰铁5%，钛白粉8%，镍粉4%，碳化钨7%，云母4%，纯碱1.2%，CeO2为3%，Al2O33%，K2O1.5%，Na2O1.3%。本发明焊接材料物质组成及其含量的检测方法，检测结果准确、全面。
文档编号G01N15/02GK103149229SQ20131006809
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者曾令熙, 宋宝瑞, 朱志敏 申请人:四川汉龙新材料有限公司