前言
焊條由焊芯及藥皮兩部分構成。焊芯是一根具有一定直徑和長度的金屬絲。焊接時焊芯的作用;一是作為電極,產生電弧; 二是熔化後作為填充金屬,與熔化的母材一起形成焊縫。為了保證焊縫的質量與性能,對焊芯中各金屬元素的含量都有嚴格的規定,特別是對有害雜質(如硫、磷等)的含量,應有嚴格的限制,優於母材。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。
塗在焊芯外面的藥皮,是由各種礦物質(如大理石、螢石等),鐵合金和粘結劑等原料按一定比例配制而成。藥皮的主要作用是:使電弧容易引燃並穩定電弧燃燒;形成大量氣體和熔渣以保護熔池金屬不被氧化;通過熔池中冶金作用去除有害的雜質(如氧、氫、硫、磷等)和添加合金元素以提高焊縫的力學性能。
一、焊條簡介
1.1、焊條化學成分分類
焊芯主要為金屬合金
按照焊條藥皮的主要化學成分來分類
1.11鈦型
藥皮成分範圍(%)
sio2 15~31 tio2 24~48 mno 5~7 feo 4~22 mgo 5~7 ai2o3 4~6 cao<10 揮發成分<12
1.12鈦鈣型
藥皮成分範圍(%)
sio2 10~30 tio2 20~35 mno 6~9 feo 5~25 mgo 1~5 ai2o3 5~8 cao 8~12 揮發成分<10
1.13鈦鐵礦型
藥皮成分範圍(%)
sio2 23~28 tio2 10~18 mno 10~19 feo 7~25 mgo 1~8 ai2o3 3~9 cao 2~10 揮發成分2~10
1.14氧化鐵型
藥皮成分範圍(%)
sio2 35~40 tio2 < 10 mno 16~18 feo 30~35 mgo<5 ai2o3 <4 cao<3 揮發成分<2
1.15纖維塑性
藥皮成分範圍(%)
sio2 20~26 tio2 11~15 mno2 6~8 feo 2~12 mgo 3~5 ai2o3 9~10 cao <2 揮發成分2~10
1.16低氫型
藥皮成分範圍(%)
sio2 5~25 tio2 <22 mno 2~7 feo 2~20 mgo<5 ai2o3 <12 cao 8~26 揮發成分<20
1.2、焊條原材料
一旦焊芯、藥皮類型被選定後,即可依據焊條藥皮中的成分要求來選取所需要的原材料。
1.21原材料分類與用途
金屬及鐵合金類 金屬及鐵合金在藥皮中主要作用有兩個,即冶金反應和合金化。
冶金反應類:鋁粉、硅鐵、錳鐵、鈦鐵,作用是脫氧、硫、磷;
合金化類:金屬鉻、鎳、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵、錳鐵等,作用是過渡合金元素。
1.22礦物類
如 大理石、白雲石、螢石、白泥、長石、雲母等,作用是造氣造渣穩弧等。
1.23化工產品類
如 碳酸鉀、鈦白粉、碳酸鋇、純鹼、水玻璃等,作用穩弧粘結成型。
1.24有機物類
澱粉、木粉、微晶纖維素、竹粉、糊精等,作用是增加電弧保護氣氛,加大電弧吹力作用和改善塗料的壓塗性能。
原材料標準對上述原材料的純度和顆粒度都有具體要求。如金屬錳,過40目為100%,過60目<50%如果金屬及鐵合金的顆粒過細,易在焊接過程燒損,過粗,造成合金元素過渡不均勻。
1.3、焊條主要測量元素
由於焊條由焊芯和藥皮組成,焊芯主要為金屬元素,藥皮主要為礦物質。所需測量元素較多,需測量元素為na、mg、al、si、p、s、k、ca、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、as、zr、nb、mo、sn、sb、ba、ta、re、pb、bi等,其中p、s等為有害物質,對有害雜質的含量,應有嚴格的限制,優於母材。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。
二、焊條行業應用解決方案
x螢光分析儀系統主要由分析儀、樣品制備設備(包括振動磨、壓片機)、計算機系統(主要包括主機、監視器、打印機、鍵盤、x螢光分析儀數據通訊接口、dcs系統通訊接口)等組成,目前我公司針對焊條行業有edx3600b、edx3600、edx6000b三種型號x螢光光譜儀。
2.1分析儀器的基本參數
分析儀器基本配置要求:
台式儀器型號:edx3600b、edx3600
x光管:rh靶材;50w;
高壓:50kv;1ma
探測器:sdd(硅飄移探測器)
配置真空裝置,包括真空泵
測試元素:s、p、mn、fe、cr、ni、si、al、ca
以下的精度指標是edx3600b的基本參數。
2.11 edx 3600b基本參數
edx3600b x螢光光譜儀是利用xrf技術解決國內焊條公司對複雜成份、多類型櫚中元素的快速、準確分析。該技術的主要特徵為:利用低能x光激發待測元素,對si、s、ai、na、mg等輕元素有良好的激發效果,並且測試時間短,大大提高了檢測效率和工作效率; 採用uhrd探測器,具有良好的能量線性和能量分辨率,及良好的能譜特性,較高的峰背比; 採用自動穩譜裝置,保證了儀器工作的一致性;利用解譜技術使譜峰分解,使採用uhrd探測器的分析儀對si、s、ai等輕元素的測試具有和的分析精度;採用相似自動分類技術使分類更準確,有效地克服基效應對測量帶來的影響;採用多參數的線性回歸方法,使元素間的吸收、增強效應得到明顯的消除。
測量元素範圍:從鈉(na)至鈾(u)
元素含量分析範圍:1ppm—99.99%
同時分析元素:24種元素同時分析
測量鍍層:鍍層厚度測量最薄至0.005微米,可分析5層以上的鍍層
分析精度:0.05%
測量對象狀態:粉末、固體、液體
測量時間:60s—200s
能量分辨率為:(150±5)ev
管壓:5kv—50kv
管流:50ua—1000ua
2.12edx 3600基本參數
產品名稱:skyray x螢光光譜儀
型號:edx3600
輸入電壓:ac 110v/220v
消耗功率:200w
環境溫度:15℃-30℃
環境濕度:35%-70%
分析精度:0.05% (96%以上)
鍍層厚度測量精確最高至0.01μm
測量時間:60s-200s
管壓:5kv-50kv
管流:50μa-1000μa
能量分辨率為:(150±5)ev
元素含量分析範圍:1ppm-99.99%
同時分析元素:24種元素同時分析
測量對象狀態:粉末、固體、液體
測量元素範圍:從鈉(na)至鈾(u)。
2.2 分析儀器標準配置
2.21 edx 3600b標準配置
單樣品真空腔體
計算機、打印機
電制冷uhrd探測器
信噪比增強器
光路增強系統
內置高清晰攝像頭
可自動切換型准直器和濾光片
精准的升降平台
加強的金屬元素感度分析器
真空泵(可選)
壓片機(可選)
2.22、 edx 3600標準配置
單樣品真空腔體
計算機、噴墨打印機
真空泵(可選)
壓片機(可選)
半導體探測器
放大電路
x光管及高低壓電源
windoews版測試分析測試軟件
2.3、儀器測量數據
2.31、edx3600b測量數據
焊條是由焊芯和藥皮組成,焊芯為金屬合金主要為鋁粉、硅鐵、錳鐵、鈦鐵,金屬鉻、鎳、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵、錳鐵等。藥皮主要是礦物類,如 大理石、白雲石、螢石、白泥、長石、雲母等。還有一些化工產品,如 碳酸鉀、鈦白粉、碳酸鋇、純鹼、水玻璃等,作用穩弧粘結成型。
焊條需要檢測元素較多,其中p、s等為有害物質,對有害雜質的含量,應有嚴格的限制。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。
由於篇幅原因,在這裡不再對每一種產品進行測試數據對比分析,舉例說明採用儀器對白雲石、硅鐵、螢石產品進行數據分析。
(一)、白雲石
白雲石是碳酸鹽礦物,主要成分為camg(co 3 ) 2。它的晶體結構像方解石,
常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白雲石在陰極射線照射下發橘紅色光。白雲石是組成白雲岩和白雲質灰岩的主要礦物成分。白雲石可用於建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域。主要用作鹼性耐火材料和高爐煉鐵的熔劑;生產鈣鎂磷肥和制取硫酸鎂;以及生產玻璃和陶瓷的配料。白雲石含量大概為:cao 30.4%、 mgo 21.9%、 co2 47.7%。使用edx3600b對它們進行測試。
這裡以測試國家標樣中的白雲石為例。
以下使用edx 3600b型對白雲石國標樣gbw07216a實際測試的所得的譜圖,工作曲線等相關數據:
① .白雲石在edx 3600b上測試的譜圖
② . 白雲石國標樣ca的工作曲線與相關數據
③ .白雲石國標樣mg的工作曲線與相關數據
④ .實際測試白雲石國標樣gbw07216a的數據如下為
(二)、螢石
螢石又稱氟石,是一種常見的鹵化物礦物,它是一種化合物,化學成分: caf2 ,ca:51.1%,f:48.9%,是提取氟的重要礦物。螢石一般呈粒狀或塊狀,具有玻璃光澤,綠色或紫色為多。螢石在紫外線或陰極射線照射下常發出藍綠色螢光,它的名字也就是根據這個特點而來。 在人造螢石技術尚未成熟前,是製造鏡頭所用光學玻璃的材料之一。
這裡以測試國家標樣中的螢石為例。
以下使用edx 3600b型對螢石國標樣gbw07252實際測試的所得的譜圖,工作曲線等相關數據:
① .螢石在edx 3600b上測試的譜圖
② . 螢石國標樣si的工作曲線與相關數據