CN101073861A - 高效高硬度耐磨堆焊电焊条 - Google Patents

Abstract

一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它包括Φ4 H08A焊芯，Φ9外径药皮，其药皮的组成重量配比为：银片石墨3～5，碳化硼2～6，碳化硅2～3，钼铁3～5，钒铁3～5，碳化钨5～10，高碳铬铁8～16，金属锰2～3，铁粉72。本发明在焊条药皮中加入大量的铁粉以及多种合金元素且不加任何矿石粉的技术方案，改变了现有耐磨堆焊焊条的药皮结构，使焊条的熔化效率和熔敷效率大大提高，堆焊金属硬度达HRC65～68，且具有一定的强韧性，连续堆焊多道多层中间不需敲渣。本发明适合碳素结构钢，低合金钢和某些中、高合金钢的堆焊以及磨粒磨损等耐磨工况。

Description

高效高硬度耐磨堆焊电焊条

技术领域

本发明涉及一种金属堆焊材料，特别涉及一种用于设备零部件的堆焊制造与修复，以提高设备使用寿命的高效高硬度耐磨堆焊电焊条。

背景技术

在普通结构钢焊条中，有一种铁粉焊条，目的是提高效率，焊条药皮中铁粉含量一般在20％以上，最高达50％，除铁粉外，焊条药皮中含有较多的矿石粉。

目前，在耐磨堆焊焊条中尚未见到专门的铁粉焊条和性能很高的堆焊电焊条。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，该电焊条的药皮中铁粉含量高，不含矿石粉；同时加入多种合金元素，并优化焊条配方。

为实现上述目的，一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它包括Φ4H08A焊芯，Φ9外径药皮，其药皮的组成(重量配比)为：

银片石墨    3～5    碳化硼    2～6     碳化硅      2～3     钼铁      3～5

钒铁        3～5    碳化钨    5～10    高碳铬铁    8～16    金属锰    2～3

铁粉        72。

其进一步的措施还包括：

所述药皮的粘结剂是选用模数为3、波美浓度不低于47度的钠水玻璃。

所述药皮组成中的银片石墨纯度不低于95％、碳化硼的硼含量不低于90％、碳化钨的钨含量不低于93％、金属锰纯度不低于99％、碳化硅为砂轮用碳化硅，铁粉含杂质不高于1％，钼铁含钼量60％，钒铁含钒量50％，高碳铬铁含铬量65％。

本发明在焊条药皮中加入大量的铁粉以及多种合金元素且不加任何矿石粉的技术方案，改变了现有耐磨堆焊焊条的药皮结构，使焊条的熔化效率和熔敷效率大大提高，堆焊金属硬度达HRC65～68。

本发明具有以下特点：

(1)焊条制作工艺简单，药皮中无任何矿石粉，由高模数高浓度钠水玻璃粘结，普通油压机生产制作，药皮中铁粉含量高达62～72％，因大量铁粉的加入，铁粉在焊条燃烧过程中产生大量的热量，从而加速了焊条的熔化速度；

(2)焊条熔化效率高；

(3)焊条熔敷效率高；

(4)焊条收得率高达78～82％；

(5)单层堆焊厚度大，在减少堆焊层层数，节省工时等方面有实际效果；

(6)焊条硬度可在HRC65～68之间调整，且具有一定的强韧性，如实施例一的焊条，在尺寸为400×300×30mm的普通低碳钢板上堆焊，单道单层连续堆焊一根焊条不产生裂纹。

本发明适合碳素结构钢，低合金钢和某些中、高合金钢的堆焊，应用于磨粒磨损等耐磨工况。

具体实施方式

实施例一

一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它主要包括焊芯、药皮，采用如下重量配比配制焊条药皮：银片石墨3、碳化硼2、碳化硅2、钼铁3、钒铁3、碳化钨5、高碳铬铁16、金属锰2、铁粉72；焊芯为Φ4H08A，焊条药皮外径为Φ9，高模数高浓度钠水玻璃作焊条粘结剂，普通油压机压制焊条；焊条通过低温、高温烘干后施焊，使用直流焊机正接法施焊，堆焊单层磨平后测硬度，其平均硬度为HRC65，堆焊试件尺寸为100×60×20mm的普通低碳钢板。

实施例二

一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它主要包括焊芯、药皮，采用如下重量配比配制焊条药皮：银片石墨4、碳化硼6、碳化硅2、钼铁5、钒铁5、碳化钨10、高碳铬铁8、金属锰3、铁粉72；其余实施步骤均采用同实施例一相同的实施方式。堆焊金属硬度为HRC66。

实施例三

一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它主要包括焊芯、药皮，采用如下重量配比配制焊条药皮：银片石墨5、碳化硼4、碳化硅3、钼铁4、钒铁4、碳化钨7、高碳铬铁12、金属锰2、铁粉72；其余实施步骤均采用同实施例一相同的实施方式。堆焊金属硬度HRC68。

本发明具有高效、高硬度等突出的实质性特点，它的主要结构及原理将作进一步详细说明。

A、本发明的堆焊电焊条有快的熔化速度，堆焊过程中不需敲渣，可缩短堆焊时间，提高堆焊速度，特别是在预热堆焊中，尤其是在热天堆焊，劳动条件可得到明显改善，劳动强度能得到显著减轻。另外，焊条熔敷效率高，单层焊道厚度大达7mm以上，在实际生产中有特殊意义；例如，有的堆焊工件在堆焊加工后要保留5mm厚的堆焊金属层，普通的堆焊焊条需堆焊2～3层，使用本发明焊条只需堆焊一层就能达到要求，而且，本发明堆焊电焊条药皮中没有矿石粉就没有矿石粉的消耗和矿石粉熔化热的损失。用户也得到实惠，如买本发明堆焊电焊条1公斤相当于买现有带矿石粉的普通堆焊电焊条1.6公斤，因为本发明堆焊电焊条的收得率达78～82％，而对比焊条的收得率只有50％左右。焊条收得率高的主要原因是：a、一般焊条含有较多矿石粉，本发明焊条无矿石粉；b、本发明焊条外径加粗至Φ9，药皮重量系数大大增加，药皮快速熔化后基本变成熔敷金属；C、由于焊条外径加粗，单位重量的焊条根数减少，烧焊时丢掉的焊条头少；从而节约了部分原材料，故收得率能显著增加。

B、本发明的堆焊电焊条具有较高的熔化效率和熔敷效率。焊条的熔化效率是按单位时间所烧焊条重量计算，本实施方式中的对比焊条是产于某单位的一种堆焊金属中含锰为16％的高锰钢堆焊焊条，它的熔化效率和熔敷效率已属偏高类。在堆焊对比试验中，本实施方式确定的试验条件为同一焊工，同一设备，同一工艺参数，特别是堆焊电流相同。对比试验的结果显示：对比焊条的熔化效率是2kg/小时，而本发明的堆焊电焊条的熔化效率是3kg/小时。本发明的堆焊电焊条之所以高速熔化，是因为焊条药皮中加入了大量的铁粉，在焊条燃烧过程中会产生大量的热量，加快了焊条本身的熔化。焊条的熔敷效率是指熔敷金属重量或有效焊缝金属重量占所烧焊条焊芯重量的百分数，显然一般结构钢焊条的熔敷效率是小于1，即100％，上述对比焊条药皮中要加入大量的锰，以保证熔敷金属中含16％的锰，它的熔敷效率也只有104.9％，而本发明的堆焊电焊条的熔敷效率达226.9％，这是因为本发明的堆焊电焊条药皮以铁粉为主，达药皮重量的62～72％，其余全部为合金组分，均可熔入熔敷金属中，同时，焊条的焊芯为Φ4，焊条外径则较特殊，加粗到Φ9，所以，焊条的药皮重量远超过焊条的焊芯重量，这从实际应用上提高了堆焊的效率。

C、本发明焊条药皮中加入了多种碳化物，如碳化硼、碳化硅、碳化钨，以及碳和碳化物形成元素，钼、钒、铬，通过调整它们的比例进行优化，使其堆焊金属的硬度达HRC65～68。由于合金元素种类多量少，细化晶粒显著等，焊条具有一定强韧性。

Claims (3)

1、一种高效高硬度耐磨堆焊电焊条，它包括Φ4H08A焊芯，Φ9外径药皮，其特征在于药皮的组成(重量配比)为：

银片石墨    3～5

碳化硼      2～6

碳化硅      2～3

钼铁        3～5

钒铁        3～5

碳化钨      5～10

高碳铬铁    8～16

金属锰      2～3

铁粉        72。

2、根据权利要求1所述的高效高硬度耐磨堆焊电焊条，其特征在于所述药皮的粘结剂是选用模数为3、波美浓度不低于47度的钠水玻璃。

3、根据权利要求1所述的高效高硬度耐磨堆焊电焊条，其特征在于所述药皮组成中的银片石墨纯度不低于95％、碳化硼的硼含量不低于90％、碳化钨的钨含量不低于93％、金属锰纯度不低于99％、碳化硅为砂轮用碳化硅，铁粉含杂质不高于1％，钼铁含钼量60％，钒铁含钒量50％，高碳铬铁含铬量65％。