CN102079021A - 一种用于水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，属于工业抗蚀耐磨技术领域。在低碳钢带内填充铬铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅铁、硼铁、镍粉、造气剂、稳弧剂、脱氧剂为原料的粉末，经轧制、拉拔制作成管状焊丝；所述管状焊丝按质量百分比范围包括如下化学成分：C0.30-0.45%、 Cr16-20%、V5-7%、Mo4-6%、Mn2-3%、Si 1-2%、B0.8-1.2%、Ni2-3%、Fe余量。本发明与已有技术相比具有如下特点及效果：焊接生产率高，焊接工艺性能良好；采用自动埋弧焊或MAG焊，工作环境良好，飞溅小，清渣容易；原材料成本低；堆焊合金耐磨性好，硬度HRC44-50，是目前采用0Cr13Ni4-6Mo系列马氏体不锈钢水轮机过流部件寿命的4-7倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，属于工业抗蚀耐磨技术领域。
背景技术
我国是世界上水能资源最丰富的国家，理论蕴藏量为6.76亿kW，其中技术上可开发量为3.79亿kW。我国河流一个重要特点是泥沙含量高，对在其上工作的水轮机过流部件破坏十分严重。磨蚀破坏机理的研究和修复新工艺新材料的开发成为保证水电事业快速发展的一个不可逾越的课题。
携带泥、沙、石的高速水流，对水轮机过流表面产生的破坏称为磨蚀。它包括冲磨和气蚀两种破坏形式。冲磨与气蚀可以单独产生；但冲磨破坏会使过流表面产生凸凹不平，从而使水流条件恶化，引起气蚀破坏。气蚀破坏气泡溃灭时的冲击能量又加速了冲磨破坏的进程。两种破坏联合作用，相互促进，又加速了对水轮机的破坏进程。
因磨蚀破坏发生在水轮机过流部件的表面，所以采用耐磨蚀材料作为涂层保护过流部件，是一种经济有效的办法，采用较多。
HVOF超高音速WC喷涂，是采用碳化钨粒子，利用其高达2300m／s速度，快速冲击水轮机表面并镶嵌到母体中形成的表面涂层。如小浪底电站水轮机转轮叶片和三门峡l#机转轮和导叶均采用了WC涂层。WC喷涂表面整体性和型线较好，在0.3mm内结合力尚强。但由于WC涂层硬度太高，喷涂后表面有微小的空隙，抗变形和耐气蚀冲击能力不够理想，且需表面预处理，设备庞大，价格昂贵，不适合大规模推广。
国内有人（公开号CN1171317和CN1463819）研发了水轮机用堆焊焊条，但焊条生产率低，不容易实现自动化和机械化，焊头多，浪费严重。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种不仅具有效率高、焊接工艺性能良好等特点，同时还有缩短焊接时间、减少焊接成本的水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，在低碳钢带内填充铬铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅铁、硼铁、镍粉、造气剂、稳弧剂、脱氧剂为原料的粉末，经轧制、拉拔制作成管状焊丝；
所述管状焊丝按质量百分比范围包括如下化学成分：
C 0.30-0.45% Cr 16-20% V 5-7% Mo 4-6% Mn 2-3% Si 1-2% B0.8-1.2% Ni2-3% Fe余量。
所述的脱氧剂为钛、镁、铝、稀土其中的一种或任意两种或两种以上的组合。
所述的低碳钢带内装填原料的粉末其填充比为0.47-0.50，焊丝直径为φ2.8-3.2mm。
由于采用上述管状焊丝，从而使本发明与已有技术相比具有如下特点及效果：
a) 焊接生产率高，焊接工艺性能良好；
b) 采用自动埋弧焊或MAG焊，工作环境良好，飞溅小，清渣容易；
c) 原材料成本低；
d) 堆焊合金耐磨性好，硬度HRC44-50，是目前采用0Cr13Ni4-6Mo系列马氏体不锈钢水轮机过流部件寿命的4-7倍。
具体实施方式
实施例1
取铬铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅铁、硼铁、镍粉、造气剂、稳弧剂、脱氧剂为原料的粉末适量，将上述比例的粉料混合物，用V型混粉机搅拌后，通过成型机注入低碳钢带U型槽中，填充率47%，经轧制、拉拔制作成φ3.2mm的管状焊丝，配置成的堆焊合金主要化学成分为： C0.40，Cr18，V6，Mo5，Mn2，Si1.5，B1.0，Ni2.5， Fe余量。采用自动埋弧焊，水轮机过流部件的表面在堆焊后，硬度达到45HRC；经试验，是目前采用0Cr13Ni4-6Mo系列马氏体不锈钢水轮机过流部件寿命的4倍。
实施例2
取铬铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅铁、硼铁、镍粉、造气剂、稳弧剂、脱氧剂为原料的粉末适量，将上述比例的粉料混合物，用V型混粉机搅拌后，通过成型机注入低碳钢带U型槽中，填充率49%，经轧制、拉拔制作成φ3.2mm的管状焊丝，配置成的堆焊合金主要化学成分为： C0.35，Cr16，V6，Mo5，Mn2，Si1.5，B0.9，Ni2.5，稀土0.35， Fe余量。采用自动埋弧焊，水轮机过流部件的表面在堆焊后，硬度达到48HRC；经试验，是目前采用0Cr13Ni4-6Mo系列马氏体不锈钢水轮机过流部件寿命的5.5倍。
Claims (3)
1.一种用于水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，其特征在于：在低碳钢带内填充铬铁、钒铁、钼铁、锰铁、硅铁、硼铁、镍粉、造气剂、稳弧剂、脱氧剂为原料的粉末，经轧制、拉拔制作成管状焊丝；
所述管状焊丝按质量百分比范围包括如下化学成分：
C 0.30-0.45% Cr 16-20% V 5-7% Mo 4-6% Mn 2-3% Si 1-2% B0.8-1.2% Ni2-3% Fe余量。
2.根据权利要求1所述的用于水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，其特征在于：所述的脱氧剂为钛、镁、铝、稀土其中的一种或任意两种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的用于水轮机转轮抗气蚀堆焊的管状焊丝，其特征在于：所述的低碳钢带内装填原料的粉末其填充比为0.47-0.50，焊丝直径为φ2.8-3.2mm。
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