前言
焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊芯是一根具有一定直径和长度的金属丝。焊接时焊芯的作用；一是作为电极，产生电弧； 二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质（如硫、磷等）的含量，应有严格的限制，优于母材。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少。
涂在焊芯外面的药皮，是由各种矿物质（如大理石、萤石等），铁合金和粘结剂等原料按一定比例配制而成。药皮的主要作用是：使电弧容易引燃并稳定电弧燃烧；形成大量气体和熔渣以保护熔池金属不被氧化；通过熔池中冶金作用去除有害的杂质（如氧、氢、硫、磷等）和添加合金元素以提高焊缝的力学性能。
一、焊条简介
1.1、焊条化学成分分类
焊芯主要为金属合金
按照焊条药皮的主要化学成分来分类
1.11钛型
药皮成分范围（%）
SiO2 15～31 TiO2 24～48 MnO 5～7 FeO 4～22 MgO 5～7 AI2O3 4～6 CaO<10 挥发成分<12
1.12钛钙型
药皮成分范围（%）
SiO2 10～30 TiO2 20～35 MnO 6～9 FeO 5～25 MgO 1～5 AI2O3 5～8 CaO 8～12 挥发成分<10
1.13钛铁矿型
药皮成分范围（%）
SiO2 23～28 TiO2 10～18 MnO 10～19 FeO 7～25 MgO 1～8 AI2O3 3～9 CaO 2～10 挥发成分2～10
1.14氧化铁型
药皮成分范围（%）
SiO2 35～40 TiO2 < 10 MnO 16～18 FeO 30～35 MgO<5 AI2O3 <4 CaO<3 挥发成分<2
1.15纤维塑性
药皮成分范围（%）
SiO2 20～26 TiO2 11～15 MnO2 6～8 FeO 2～12 MgO 3～5 AI2O3 9～10 CaO <2 挥发成分2～10
1.16低氢型
药皮成分范围（%）
SiO2 5～25 TiO2 <22 MnO 2～7 FeO 2～20 MgO<5 AI2O3 <12 CaO 8～26 挥发成分<20
1.2、焊条原材料
一旦焊芯、药皮类型被选定后，即可依据焊条药皮中的成分要求来选取所需要的原材料。
1.21原材料分类与用途
金属及铁合金类 金属及铁合金在药皮中主要作用有两个，即冶金反应和合金化。
冶金反应类：铝粉、硅铁、锰铁、钛铁，作用是脱氧、硫、磷；
合金化类：金属铬、镍、钼铁、钒铁、钛铁、锰铁等，作用是过渡合金元素。
1.22矿物类
如 大理石、白云石、萤石、白泥、长石、云母等，作用是造气造渣稳弧等。
1.23化工产品类
如 碳酸钾、钛白粉、碳酸钡、纯碱、水玻璃等，作用稳弧粘结成型。
1.24有机物类
淀粉、木粉、微晶纤维素、竹粉、糊精等，作用是增加电弧保护气氛，加大电弧吹力作用和改善涂料的压涂性能。
原材料标准对上述原材料的纯度和颗粒度都有具体要求。如金属锰，过40目为100%，过60目<50%如果金属及铁合金的颗粒过细，易在焊接过程烧损，过粗，造成合金元素过渡不均匀。
1.3、焊条主要测量元素
由于焊条由焊芯和药皮组成，焊芯主要为金属元素，药皮主要为矿物质。所需测量元素较多，需测量元素为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等为有害物质，对有害杂质的含量，应有严格的限制，优于母材。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少。
二、焊条行业应用解决方案
X荧光分析仪系统主要由分析仪、样品制备设备（包括振动磨、压片机）、计算机系统（主要包括主机、监视器、打印机、键盘、X荧光分析仪数据通讯接口、DCS系统通讯接口）等组成，目前我公司针对焊条行业有EDX3600B、EDX3600、EDX6000B三种型号X荧光光谱仪。
2.1分析仪器的基本参数
分析仪器基本配置要求：
台式仪器型号：EDX3600B、EDX3600
X光管：Rh靶材；50W；
高压：50KV；1mA
探测器：SDD（硅飘移探测器）
配置真空装置，包括真空泵
测试元素：S、P、Mn、Fe、Cr、Ni、Si、Al、Ca
以下的精度指标是EDX3600B的基本参数。
2.11 EDX 3600B基本参数
EDX3600B X荧光光谱仪是利用XRF技术解决国内焊条公司对复杂成份、多类型榈中元素的快速、准确分析。该技术的主要特征为：利用低能X光激发待测元素，对Si、S、AI、Na、Mg等轻元素有良好的激发效果，并且测试时间短，大大提高了检测效率和工作效率； 采用UHRD探测器，具有良好的能量线性和能量分辨率，及良好的能谱特性，较高的峰背比； 采用自动稳谱装置，保证了仪器工作的一致性；利用解谱技术使谱峰分解，使采用UHRD探测器的分析仪对Si、S、AI等轻元素的测试具有和的分析精度；采用相似自动分类技术使分类更准确，有效地克服基效应对测量带来的影响；采用多参数的线性回归方法，使元素间的吸收、增强效应得到明显的消除。
测量元素范围：从钠（Na）至铀（U）
元素含量分析范围：1ppm—99.99%
同时分析元素：24种元素同时分析
测量镀层：镀层厚度测量ZUI薄至0.005微米，可分析5层以上的镀层
分析精度：0.05%
测量对象状态：粉末、固体、液体
测量时间：60s—200s
能量分辨率为：（150±5）eV
管压：5KV—50KV
管流：50uA—1000uA
2.12EDX 3600基本参数
产品名称：Skyray X荧光光谱仪
型号：EDX3600
输入电压：AC 110V/220V
消耗功率：200W
环境温度：15℃-30℃
环境湿度：35%-70%
分析精度：0.05% （96%以上）
镀层厚度测量精确ZUI高至0.01μm
测量时间：60s-200s
管压：5kV-50kV
管流：50μA-1000μA
能量分辨率为：（150±5）eV
元素含量分析范围：1ppm-99.99%
同时分析元素：24种元素同时分析
测量对象状态：粉末、固体、液体
测量元素范围：从钠（Na）至铀（U）。
2.2 分析仪器标准配置
2.21 EDX 3600B标准配置
单样品真空腔体
计算机、打印机
电制冷UHRD探测器
信噪比增强器
光路增强系统
内置高清晰摄像头
可自动切换型准直器和滤光片
精准的升降平台
加强的金属元素感度分析器
真空泵（可选）
压片机（可选）
2.22、 EDX 3600标准配置
单样品真空腔体
计算机、喷墨打印机
真空泵（可选）
压片机（可选）
半导体探测器
放大电路
X光管及高低压电源
WINDOEWS版测试分析测试软件
2.3、仪器测量数据
2.31、EDX3600B测量数据
焊条是由焊芯和药皮组成，焊芯为金属合金主要为铝粉、硅铁、锰铁、钛铁，金属铬、镍、钼铁、钒铁、钛铁、锰铁等。药皮主要是矿物类，如 大理石、白云石、萤石、白泥、长石、云母等。还有一些化工产品，如 碳酸钾、钛白粉、碳酸钡、纯碱、水玻璃等，作用稳弧粘结成型。
焊条需要检测元素较多，其中P、S等为有害物质，对有害杂质的含量，应有严格的限制。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少。
由于篇幅原因，在这里不再对每一种产品进行测试数据对比分析，举例说明采用仪器对白云石、硅铁、萤石产品进行数据分析。
（一）、白云石
白云石是碳酸盐矿物，主要成分为CaMg(CO 3 ) 2。它的晶体结构像方解石，
常呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料和高炉炼铁的熔剂；生产钙镁磷肥和制取硫酸镁；以及生产玻璃和陶瓷的配料。白云石含量大概为：CaO 30.4%、 MgO 21.9%、 CO2 47.7%。使用EDX3600B对它们进行测试。
这里以测试国家标样中的白云石为例。
以下使用EDX 3600B型对白云石国标样GBW07216A实际测试的所得的谱图，工作曲线等相关数据：
① .白云石在EDX 3600B上测试的谱图
② . 白云石国标样Ca的工作曲线与相关数据
③ ．白云石国标样Mg的工作曲线与相关数据
④ ．实际测试白云石国标样GBW07216A的数据如下为
（二）、萤石
萤石又称氟石，是一种常见的卤化物矿物，它是一种化合物，化学成分： CaF2 ,Ca:51.1%,F:48.9%，是提取氟的重要矿物。萤石一般呈粒状或块状，具有玻璃光泽，绿色或紫色为多。萤石在紫外线或阴极射线照射下常发出蓝绿色荧光，它的名字也就是根据这个特点而来。 在人造萤石技术尚未成熟前，是制造镜头所用光学玻璃的材料之一。
这里以测试国家标样中的萤石为例。
以下使用EDX 3600B型对萤石国标样GBW07252实际测试的所得的谱图，工作曲线等相关数据：
① .萤石在EDX 3600B上测试的谱图
② ． 萤石国标样Si的工作曲线与相关数据
③ .萤石国标样Ca的工作曲线和相关数据
④ ．实际测得萤石国标样GBW07252实际数据如下
（三）、硅锰合金
硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。
这里以测试客户提供标样为例。
以下使用EDX 3600B型对客户送样1#实际测试的所得的谱图，工作曲线等相关数据：
① ．硅锰合金在EDX3600B上测得的谱图
④ ．硅锰合金中Fe的工作曲线和相关数据
⑤ ．实际测得硅锰合金客户送样1#数据如下
2.32、EDX3600B仪器的特点与优势
EDX3600B X荧光光谱仪是利用XRF技术解决国内焊条公司对复杂成份、多类型中元素的快速、准确分析。
该技术的主要特征为：
A.利用低能X光激发待测元素，对Si、S、AI、Mg等轻元素有良好的激发效果，并且测试时间短，大大提高了检测效率和工作效率；
B.采用UHRD探测器，具有良好的能量线性和能量分辨率，及良好的能谱特性，较高的峰背比；
C.采用自动稳谱装置，保证了仪器工作的一致性；
D.利用解谱技术使谱峰分解，使采用UHRD探测器的分析仪对Si、S、AI等轻元素的测试具有和的分析精度；
E.采用相似自动分类技术使分类更准确，有效地克服基效应对测量带来的影响；
F.采用多参数的线性回归方法，使元素间的吸收、增强效应得到明显的消除。
G.采用大样体腔,可以测试更大的样品。
2.33、EDX3600测量数据
具体数据可以见EDX3600B的数据表。其工作曲线和采用的标样为同一套国家标样。由于篇幅原因在这里不再详细一一再做说明。
2.34、EDX3600仪器的特点及优势
A.采用半导体制冷的半导体探测器，不用液氮制冷，使用方便，运行成本低。
B.单样品腔，结构简单，使用操作方便，预抽真空时间短。
C.对轻元素测试效果很好。
D.仪器为落地式，体积较小，占地面积小，并带有移动用滚轮，设备移动方便。
E.可以测试大样品及非规则样品。
F.属于下照射设备，样品测试定位摆放非常方便。
G.X光管工作联动功能，对测试人员做到ZUI佳的射线辐照防护。
H.无需冷却水系统，设备安装简单方便，接通电源即可使用。
2.4、样品制备设备参数
①．振动磨
－－入磨粒度 ＜5mm
－－全封闭式
－－每台配二套铬钢研磨体。
－－性能：电脑控制，粉碎力度和破碎时间可按试样特性选用，优质铬钢研具硬度高，粉碎效力高，耐磨
－－制造厂名称：北京众合创业科技发展有限责任公司
－－型号规格：ZHM－1
－－数量：1套
－－外形尺寸：610mm×550mm×890mm
－－功率：2.3KW
－－重量：280Kg
－－粉磨时间调节范围：0～99s
②． 压样机
－－挤压能力 0～40t
－－在量程内，压力、保压时间和行程均连续可调。加压、保压、卸压和活塞下降均自动进行。
－－压样机主要由模具、上、下压头等部件组成。
－－制造厂名称：北京众合创业科技发展有限责任公司
－－型号规格：ZHY－401
－－数量：1台
－－外形尺寸：600mm×500mm×1150mm
－－重量：350Kg
－－压力调节范围：0～40吨
－－硼酸磨具一套带硼酸：25kg
三、分析仪器环境要求
使用环境：
1、设备合理的工作环境，首先是不要在有电机、振动、电磁、高压或有高频率烧电焊器的地方安装设备，这样会干扰我们设备或造成设备不能正常工作。
2、温度：恒温在250C左右，范围超过10C以上影响大，所以要在温度适合的地方做测试。建议采用空调房。
3、湿度：要在湿度均衡的地方做测试。不能超过90%的湿度。
4、灰尘容易腐蚀电路板，所以设备要保持干净，工作室也同样要保持干净。
5、雷电天气应关掉电源，因为闪电会直接影响设备的正常运作。
焊条行业化学分析仪器解决方案
前 言
焊条行业是ZUI重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。有了焊条，就使得中国国民经济的技术改造成为可能。同时，焊条工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工业、动力、运输等工业部门的发展。由于焊条工业与其他工业的关系十分密切，因此许多国家都把发展焊条工业放在十分重要的地位，并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调起来，保持正常的比例关系。随着焊条产能的释放和需求增量的减少，市场竞争会日趋激烈，残酷的竞争将使弱势企业被迫选择退出市场，被淘汰或者被整合。所以，质量就成了焊条企业赖以生存和发展的重要基础。天瑞仪器公司生产的各种精密分析仪器，可以满足焊条行业的质量控制需求，缩短分析时间，而且分析结果准确可靠，大大加快了我国焊条行业的发展。
一、原子吸收焊条行业解决方案
1、AAS6000型原子吸收分光光度计配置：
AAS6000原子吸收分光光度计主机 一台
无油空气压缩机 一台
乙炔气体 一瓶
元素空心阴极灯 两只
稳压电源 一个
电脑 一台
打印机 一台
2、仪器基本参数
型号：AAS6000
分光计系统：全反射单光束CT型光路
单色器焦长：350mm 无油无水空气压缩源
光栅闪耀波长：230nm
光栅线数：1800g/mm
波长范围：190nm-900nm
波长准确度：±0.1nm
波长重复性：±0.1nm
光谱带宽：0.1/0.2/0.4/0.7/1.4 nm
噪声： 0.005 Abs(static); 0.006 Abs(Dynamic)
基线漂移： 0.005Abs/0.5h；ZUI佳：
扣背景方式：D2灯+自吸收
灯的数目：8个
预热灯个数：可软件控制≤8个
气路安全保护：有
原子化器：火焰原子化器
自动化程度：灯/狭缝/波长/气路/点火/燃烧器/保护/ C2H2监测
3、实际样品举例
焊条中铜量的测定
称取0.5000g试样置于100mL烧杯中，加5mL盐酸、2～3mL硝酸，置于电热板上加热溶解，加入5ml高氯酸，加热至冒烟，取下冷却，加入20mL水，加热溶解盐类。冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。试液中如有碳化物、硅酸等沉淀物析出，须干过滤。
标准曲线的绘制：于6个100mL容量瓶中各加入与测定试液相近量的铁溶液，然后准确移取0mL，0.10mL，0.20mL，0.30mL，0.40mL，0.50mL铜标准溶液，，各加入10mL高氯酸，用水稀释至刻度，混匀。在与测量试液相同条件下，测量系列标准溶液的吸光度，减去零浓度溶液的吸光度，以铜的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。
样品测试：于原子吸收光谱仪波长324.7nm处，使用空气-乙炔火焰，以水调零，测量试液的吸光度，减去随同试料的空白试验溶液的吸光度，从工作曲线上查出相应的铜浓度。
二、天瑞仪器ICP-AES法测定焊条中金属元素解决方案
1.仪器 ICP－2000型单道扫描式ICP原子发射光谱仪(天瑞仪器)
1.1 主要技术指标： 光栅刻线: 3600条/mm 波长扫描范围: 190nm～500nm 焦距: 1M
主要工作参数： 等离子气流量: 650 L/h 载气压力: 0.2MPa 流量: 20L/h 功率: 综合考虑15个元素将功率调整为 1.0KW 观察高度: 用仪器诊断功能将仪器观察高度上下左右调到信号ZUI佳 分析软件测试方式: 高斯拟合法多元素同时测试
2. ICP-AES工作曲线标准溶液的配制
3. 分析线的选择
根据ICP软件谱线库提供所有元素不同谱线，首先选择被测元素灵敏度高的谱线，其次考虑不受样品基体及被测元素相互之间干扰小的谱线的原则，选择分析线如下。
4． 结果数据
方法通过选择ZUI佳工作条件，建立了ICP－2000型ICP－AES法测定地矿中金属元素测定方法, 得出实验数据。实验证明该仪器大部分技术指标达到和接近了囯外同类产品技术指标, 由于仪器操作软件使用中文系统, 是国人使用更方便,整个分析过程快速、简便、结果准确、有很好的高信价比等优点, 所以该仪器也普及到各个分析领城.
三、AFS200T在焊条行业应用的解决方案
1、AFS200T型原子荧光光谱仪配置：
AFS200T原子荧光光谱仪主机 一台
氩气气体 一瓶
高性能空心阴极灯 两只
电脑 一台
打印机 一台
原子荧光光谱仪实物图如下：
四、高频红外碳硫仪在焊条行业解决方案
1.高频红外碳硫仪CS-168型配置
高频感应燃烧炉 一台
红外检测主机 一台
天平 一台
电脑 一台
打印机 一台
2.仪器技术指标及参数
2.1测量范围：
碳：0.00001%～99.999%
硫：0.00001%～99.999%
2.2测量误差：
碳符合ISO9556标准
硫符合ISO4935标准
2.3分析时间：
25～60秒可调，一般在35秒左右
2.4高频炉：
振荡频率：20MHZ
输出功率：大于2.5KVA
顶氧流量：1.0～2.0L/min
分析气流量：3.0～4.5L/min
氧气纯度大于99.5%
2.5电子天平：
赛多利斯（梅特勒）称量范围：0～120g
读数精度：0.001g
3．应用解决
焊条属于强电磁感应样品，所以在测试过程中，不涉及加入纯铁助熔剂的问题，只需要称取适量的样品，加入适量的钨﹑锡助熔剂，控制好气流量。
一标样YSB C 11123-95 （C%:0.235,S%0.039）用高频红外碳硫仪CS-168型测试，结果如下：
3.1工作曲线：
3.2数据结果：
试验数据表明：高频红外碳硫仪CS-168型测试焊条中的碳硫含量，结果准确，且重复性好，简单，快速。可以广泛的应用在各种各样的不同种类的焊条样品中。
