專利名稱：具納米涂層的氣體保護焊絲的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊接領域，特別涉及一種具納米涂層的氣體保護焊絲。
背景技術：
目前氣體保護焊絲所采用的主要方法是表面鍍銅，但是鍍銅的缺點是焊
接煙塵中有毒物質銅(Cu)元素含量高，焊接飛濺大，焊絲表面易發生點蝕。 而且隨著材料強度的提高，過渡到焊縫的銅元素可能削弱焊縫性能。為了解 決傳統鍍銅焊絲的上述缺點，已有不少專利提出用水溶性防銹劑和油溶性防 銹劑制造的涂層成分不同、表面處理方式差異的氣體保護焊絲，但是仍缺少 可實現高效率、低飛濺的大電流氣體保護焊絲。
發明內容
本發明的目的在于提供在焊絲表面形成比鍍銅層更致密而牢固的涂層 的焊絲，使焊絲具有更好的防銹能力，更好的電弧穩定性，更小飛濺，因而 可采用更大的電流進行焊接，提高焊接效率。
實現本發明目的的技術方案是 一種具納米涂層的氣體保護焊絲，其表 面具一涂層，該涂層的組分及重量百分比為-
四硼酸鉀 0.05 0.18°/。， 硬脂酸鈣 0.15~0.80%，
二氧化鈦 余量；
所述涂層厚度為100 300nm。
優選地，上述涂層是用溶膠-凝膠法噴涂在焊絲表面的。
優選地，上述溶膠-凝膠法是采用有機鈦醇鹽水解反應引發縮聚反應，
先生成納米Ti02溶膠，噴涂在焊絲表面，當進一步進行縮聚反應則生成凝膠，
干燥后得到納米Ti02涂層。優選地，上述有機鈦醇鹽為鈦酸乙酯或鈦酸丁酯。 優選地，形成所述涂層的噴涂液中加入三乙醇胺作穩定劑。 優選地，形成所述涂層的噴涂液采用無水乙醇為溶劑。 一種上述的納米涂層的制備方法在無水乙醇中，溶解入四硼酸鉀和硬 脂酸鈣后，再加入三乙醇胺作穩定劑，攪拌均勻后加入有機鈦醇鹽，攪拌均 勻再緩緩加入水，于室溫下攪拌3小時，然后陳化放置24小時，得到澄清
透明略帶淡黃色的溶膠噴涂液，涂于焊絲表面后，干燥即可。
由于采用了上述的技術解決方案，完全解決了表面鍍銅焊絲在焊接時焊 接飛濺大，焊絲表面易發生點蝕，過渡到焊縫的銅元素可能削弱焊縫性能， 有毒物質銅元素含量高的缺陷。通過本發明的技術解決方案可以得到電弧穩 定、飛濺小、防銹好、易送絲、焊縫韌性好的氣體保護焊絲。
圖1為本發明具納米涂層的氣體保護焊絲制備工藝流程'圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。 一種具納米涂層的氣體保護焊絲，其表面具一涂層，該涂層的組分及重
量百分比為
四硼酸鉀 0.05 0.18%， 硬脂酸鈣 0.15~0.80%，
二氧化鈦 余量；
所述涂層厚度為100~300nm。
優選地，上述涂層是用溶膠-凝膠法噴涂在焊絲表面的。
優選地，上述溶膠-凝膠法是采用有機鈦醇鹽水解反應引發縮聚反應，
先生成納米Ti02溶膠，噴涂在焊絲表面，當進一步進行縮聚反應則生成凝膠，
干燥后得到納米Ti(V凃層。
優選地，上述有機鈦醇鹽為鈦酸乙酯或鈦酸丁酯。 優選地，形成所述涂層的噴涂液中加入三乙醇胺作穩定劑。優選地，形成所述涂層的噴涂液采用無水乙醇為溶劑。 一種上述的納米涂層的制備方法在無水乙醇中，溶解入四硼酸鉀和硬 脂酸鈣后，再加入三乙醇胺作穩定劑，攪拌均勻后加入有機鈦醇鹽，攪拌均 勻再緩緩加入水，于室溫下攪拌3小時，然后陳化放置24小時，得到澄清
透明略帶淡黃色的溶膠噴涂液，涂于焊絲表面后，干燥即可。
參考圖l，為本發明具納米涂層的氣體保護焊絲制備工藝流程圖。該工
藝流程依次為放線l、清洗2、噴涂3、干燥4和收線5。
本發明采用溶膠-凝膠工藝在焊絲的表面噴涂含四硼酸鉀、硬脂酸鈣的-納米Ti02復合涂層。通過這種涂層可以得到電弧穩定、飛濺小，防銹好，易 送絲，焊縫韌性好的氣體保護焊絲。
納米Ti02是一種能顯著改善焊接電弧狀態的物質。溶膠-凝膠法涂膜是 采用有機鈦醇鹽(鈦酸乙酯、鈦酸丁酯等)的水解反應引發縮聚反應，生成 納米Ti02溶膠，噴涂在焊絲表面，當縮聚反應進一步則生成凝膠，干燥后便 得到納米Ti(V凃層。
本發明中，采用四硼酸鉀作為電弧穩定劑，其含量為0.05~0. 18%，含 量小于0.05%，效果不大明顯，大于O. 18%，配制噴涂液時不能完全溶于乙 醇溶液中。
本發明中，采用硬脂酸鈣作為潤滑劑，降低焊絲表面摩擦系數提高送絲 性能。其含量為0. 15~0. 8%。小于O. 15%，潤滑性改善不顯著，大于0.8%， 配制噴涂液時不能完全溶于乙醇溶液中。
涂層的厚度對焊接性能、防銹能力、特別是送絲性能影響很大，當涂層 厚度小于100mn，焊絲電弧穩定性、飛濺改善不明顯，防銹能力也差。涂層 厚度大于300nm，則焊絲的送進性變差。
噴涂液準備過程在770ml無水乙醇中，溶解入50mg四硼酸鉀和300mg 硬脂酸鈣后，再加入50ml三乙醇胺作穩定劑，攪拌均勻后加入170ml鈦酸 丁酯。攪拌均勻再緩緩加入10ml水，于室溫下攪拌3小時，然后陳化放置 24小時，得到澄清透明略帶淡黃色的復合前驅體溶液(噴涂液)。此種溶液 的Ti02摩爾分數為0.5，咖/[Ti]二l丄
焊絲涂層制備過程拉拔到尺寸的焊絲經放線、清洗(脫脂、堿洗、酸洗)后，噴涂液通過壓縮空氣霧化噴嘴對焊絲表面涂膜，用霧化噴嘴的壓力 和焊絲收放線速度來控制涂層的厚度。涂層干燥(乙醇揮發)后進入收線機。
上述噴涂液噴涂干燥后可得到含0.08%四硼酸鉀和0.5%硬脂酸鈣的納 米Ti02涂層。
采用本工藝噴涂特種涂層的焊絲 ER50-6 (0. 08C-1. 50Mn-0. 85Si-0. 015S-0. 020P) 和 ER76-1 (0. 07C-1. 70Mn-0. 45Si_0. 32Cr-2. lNi-O. 52Mo-0. 005S-0. 006P)皆顯 示出優良的焊接工藝性能，MAG焊時可用比鍍銅的焊絲更大的電流焊接(4> 1. 2可用300A， d> 1. 6可用350A)，焊縫金屬的韌性及抗裂性更好。典型的 機械性能如下表所示。
焊絲表面 處理抗拉強度 MPa屈服強度 MPa延伸率 %沖擊功 AKV(J)保護氣體
鍍銅5504302890(-30°C)
ER50-6本發 明54543030100(-30。C)C02
鍍銅80069018100(-40。C)Ar + 20%C02
ER76-1本發 明81069520120(-40°C)以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域 的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換 或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇，應由各權利要 求所限定。
權利要求
1、一種具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于，其表面具一涂層，該涂層的組分及重量百分比為四硼酸鉀 0.05～0.18％，硬脂酸鈣 0.15～0.80％，二氧化鈦 余量；所述涂層厚度為100～300nm。
2、 根據權利要求1所述的具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于， 所述涂層是用溶膠-凝膠法噴涂在焊絲表面的。
3、 根據權利要求2所述的具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于， 所述溶膠-凝膠法是采用有機鈦醇鹽水解反應引發縮聚反應，先生成納米 Ti02溶膠，噴涂在焊絲表面，當進一步進行縮聚反應則生成凝膠，干燥后得 到納米Ti(V凃層。
4、 根據權利要求3所述的具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于， 所述有機鈦醇鹽為鈦酸乙酯或鈦酸丁酯。
5、 根據權利要求3所述的具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于， 形成所述涂層的噴涂液中加入三乙醇胺作穩定劑。
6、 根據權利要求3所述的具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于， 形成所述涂層的噴涂液采用無水乙醇為溶劑。
7、 一種如權利要求1所述的納米涂層的制備方法，其特征在于，在無 水乙醇中，溶解入四硼酸鉀和硬脂酸鈣后，再加入三乙醇胺作穩定劑，攪拌 均勻后加入有機鈦醇鹽，攪拌均勻再緩緩加入水，于室溫下攪拌3小時，然 后陳化放置24小時，得到澄清透明略帶淡黃色的溶膠噴涂液，涂于焊絲表 面后，干燥即可。
全文摘要
本發明涉及焊接領域，特別涉及一種具納米涂層的氣體保護焊絲。該具納米涂層的氣體保護焊絲，其特征在于，其表面具一涂層，該涂層的組分及重量百分比為四硼酸鉀0.05～0.18％，硬脂酸鈣0.15～0.80％，二氧化鈦余量；所述涂層厚度為100～300nm。由于采用了上述的技術解決方案，完全解決了表面鍍銅焊絲在焊接時焊接飛濺大，焊絲表面易發生點蝕，過渡到焊縫的銅元素可能削弱焊縫性能，有毒物質銅元素含量高的缺陷，通過本發明的技術解決方案可以得到電弧穩定、飛濺小、防銹好、易送絲、焊縫韌性好的氣體保護焊絲。
文檔編號B05D7/20GK101407004SQ200710046879
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月10日 優先權日2007年10月10日
發明者鍵 鄧 申請人:上海斯米克焊材有限公司