CN101585117B - 一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条及其焊接方法，属于焊接材料领域。其特征在于焊条的药皮成分按重量份为：W：50～53，CaCO3：24～27，CaF2：9～12，TiO2：2～4，SiO2：2～4，C：2～4，稀土：1.5，其余为铁粉。本发明熔焊金属在500~600℃温度下具有红硬性及耐性，解决了应用在高温中的合金和钢之间的焊接问题，焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料，更具体涉及Co-W系列硬质合金与普通钢件或铸钢件之间焊接的焊接材料及其焊接方法。
背景技术
钢铁公司的炼铁高炉在放铁水时需用钻头钻穿炉壁，让铁炉在规定的时间内及进开口、放出铁水，确保安全，钻头工作时是高速的旋转与冲击，外加炉壁的温度，要求钻头在500℃～600℃条件下仍能正常的工作。传统的铁炉开口用钻头采用钢件做钻头本体，在钻头尖端工作部位用钎焊方式将硬质合金片镶嵌钻头本体尖端部位，钎焊采用的钎料：主要是铜粉、铅粉等低熔点金属，采用高频加热，利用熔化的钎料将硬质合金片镶嵌钻头本体尖端部，在高炉开口过程中，钻头受冲击、挤压和高速旋转，并且炉壁越往深处温度越高，钻头工作时温度是越来越高，一旦达到填充金属的熔化的温度，硬质合金片就脱落，铁炉开口过程中会多次更换钻头，导致生产过程中增加了危险，且效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能将Co-W系列硬质合金片与普通钢件或铸钢件之间良好焊接的焊接焊条。
本发明一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于焊条的药皮成分按重量份为：W：50～53，CaCO3：24～27，CaF2：9～12，TiO2：2～4，SiO2：2～4，C：2～4，稀土：1.5，其余为铁粉。
上述焊条的焊接方法为焊前将钢件在箱式加热炉中预热至400℃-450℃，焊前15分钟将硬质合金置于炉中预热至250℃-300℃，采用普通直流焊机，焊接电流为：120A～140A，焊后立刻将焊接件置于300℃左右的保温箱中保温，保温箱不用加温，利用工件的余热即可保温，工件在保温箱中自然冷却到直至室温取出。
上述焊条采用水玻璃作粘结剂，用现有通用的电焊条生产设备及工艺方法将已制成的涂料压制在H08E焊丝上，经过烘焙即得成品。
上述焊条的熔敷金属化学成分按重量份为：Fe：81.70～81.40，W：18.1～17.43，Mn：0.69～0.84，C：0～0.20，Si：0～0.020，S：0～0.015，P：0～0.020。
上述的碳酸盐为CaCO3或BaCO3或两者的混合物。
上述的C为石墨。
上述的稀土主要成分为钇与镧。
本发明的技术方案是采用CaO-CaF2-SiO2-TiO2型碱性渣系。碱性熔渣能有效减少焊缝金属的非金属夹杂物并具有脱硫作用，显著提高焊缝金属的韧性。CaCO3配比小时，造气不足，恶化韧性；配比大时，熔渣较粘、飞溅增大和成型不良。CaF2配比小时，去氢能力不足；配比大时，熔渣过稀。SiO2与TiO2起造渣作用，配比小时，熔渣流动性不良，成型变差；配比大时，脱渣困难。W配比小时，强度不够，配比大时，对焊接性能及熔焊区的金属性能没有良好改善；石墨粉在熔焊中与W形成WC，提高焊接区的红硬性及耐磨性能，其比例大时则易在中熔焊金属中残留，严重影响熔焊金属的强度，比例小时则熔焊金属中形成的WC不够，熔焊金属的红硬性及强度降低；稀土的加入可以获得除硫和净化晶界的效果，并可改善焊缝的韧性。
具体而言本发明具有如下有益效果：
1、本发明熔焊金属在500～600℃温度下具有红硬性及耐性，解决了应用在高温中的合金和钢之间的焊接问题；
2、本发明焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
附图说明
图1使用本发明硬质合金刀刃与焊接焊缝部位的低倍形态；
图2使用本发明刀刃部位的组织形态，图中Co W下方标注数字为刀刃部位Co W的成份(Wt％)；
图3使用本发明焊接焊缝部位图1中1区的高倍组织形态，图中Mn、Fe、W下方标注数字为1区的Mn Fe W的成份(Wt％)；
图4使用本发明焊接焊缝部位图1中2区的高倍组织形态，图中Mn、Fe、W下方标注数字为2区的Mn、Fe、W的成份(Wt％)；
图5使用本发明焊接焊缝部位图1中3区的组织形态，图中Mn、Fe、W下方标注数字为3区的Mn、Fe、W的成份(Wt％)；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
实施例一
按照本发明的药皮成分范围，配制焊条，按重量份具体配方为：W：51，C：3，CaCO3：24，CaF2：11，SiO2：3，TiO2：3，稀土：1.5，铁粉：3.5。通过在40SiMn的铸钢钻头本体与硬质合金片上施焊，将硬质合金片与铸钢件钻头本体焊接，熔焊后的焊缝微观形态见图1～图5。
实施例二
按照本发明的药皮成分范围，配制焊条，按重量份具体配方为：W：52，C：2，CaCO3：27，CaF2：9，SiO2：4，TiO2：3，稀土：1.5，铁粉：1.5。
实施例三
将上述焊条在40SiMn的铸钢钻头本体与硬质合金片上施焊，其焊接方法为焊前将钢件在箱式加热炉中预热至400℃-450℃，焊前15分钟将硬质合金置于炉中预热至250℃-300℃，采用普通直流焊机，焊接电流为：120A～140A，焊后立刻将焊接件置于300℃左右的保温箱中，利用工件的余热即可保温，工件在保温箱中自然冷却到直至室温取出。能将硬质合金片与铸钢件钻头本体焊接，焊接时对钻具裤体(刀体)的机加工要求不高，焊接部位甚至可以一次性的铸造成形，熔焊金属在500～600℃温度下具有红硬性及耐性，且本焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
Claims (5)
1.一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于：焊条的药皮成分按重量份为：W：50～53，CaCO3：24～27，CaF2：9～12，TiO2：2～4，SiO2：2～4，C：2～4，稀土：1.5，其余为铁粉。
2.根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于：所述焊条的熔敷金属化学成分按重量份为：Fe：81.40～81.70，W：17.43～18.1，Mn：0.69～0.84，C：0～0.20，Si：0～0.020，S：0～0.015，P：0～0.020。
3.根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于：所述的C为石墨。
4.根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于：所述的稀土主要成分为钇与镧。
5.权利要求1-4中任一项所述一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条的焊接方法，其特征在于：焊前将钢件在箱式加热炉中预热至400℃-450℃，焊前15分钟将硬质合金片置于炉中预热至250℃-300℃，采用普通直流焊机，焊接电流为：120A～140A，焊接后将焊接件置于300℃左右的保温箱中保温，保温箱不用加温，利用工件的余热即可保温，工件在保温箱中自然冷却到直至室温取出。
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