CN102744533A - 一种夹送辊用堆焊药芯焊丝 - Google Patents

Abstract

一种夹送辊堆焊用高合金钢药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁26～30%，硅铁6.0～7%，金属锰6.0～8%，镍粉10～12%，钨铁4.0～6%，钼铁6.0～8%，余量为铁粉；所述药芯的质量系数为34～38%。轧辊表面的硬度较高，其硬面层硬度可达55HRC，轧辊的高温耐磨、抗冲击和抗疲劳性能明显提高，使用寿命长。本发明焊丝可在轧辊基材上直接堆焊成为硬面层，堆焊加工工艺简便。焊缝质量稳定，无夹渣和裂纹现象产生，焊缝金属在后续的加工中也具有良好的机加工性能和热处理的稳定性。特别适于轧制高合金钢的夹送辊表面硬面层的堆焊焊接。

Description

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝

技术领域

 本发明涉及金属焊接用的焊接材料，具体地是指一种夹送辊用堆焊药芯焊丝。适于热轧卷曲机夹送辊表面硬面材料的堆焊焊接。

背景技术

夹送辊是轧钢设备上重要部件，工作时夹送辊的表面温度一般在550～650℃。这就要求夹送辊表面不仅要有较高的硬度，抗疲劳、耐冲击等性能，还要有较好的的高温耐磨性。为提高夹送辊的使用寿命，通常采用在夹送辊基材的表面堆焊一层满足上述性能的硬面材料。同时，在轧机工作过程中，夹送辊作为易损件使用寿命较短，经常会工作2～3个月时因出现裂纹和磨损而造成损坏，对损坏的夹送辊下也有采用去除裂纹和磨损层后重新堆焊硬面材料方法进行修复。

夹送辊表面硬面材料的堆焊焊接，一般是先采用一种焊丝堆焊过渡层也称打底层，再采用另一种焊丝堆焊出硬面层，焊接加工比较复杂，而堆焊焊丝往往存在硬面层表面硬度，高温耐磨性能和抗疲劳性能无法匹配，难以满足长期使用要求的问题，夹送辊上机使用仅二、三个月就会因质量缺陷而不得不更换。有的焊丝其表面硬度较高，但高温耐磨、抗冲击和抗疲劳性能较差，极易产生裂纹和表面局部剥落，有的焊丝高温耐磨、抗冲击和抗疲劳性能较好，但表面硬度较低，会产生粘肉或表面表面局部剥落等质量问题，夹送辊的使用寿命较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术药芯焊丝无法满足高硬度下，同时具有较好的高温耐磨、抗冲击和抗疲劳性能的缺陷和不足，提供一种夹送辊用堆焊药芯焊丝。它可以直接在夹送辊的表面堆焊出硬面层，无需打底层焊接加工方便，抗裂性、抗冲击性、高温耐磨和抗疲劳性能优良，堆焊后的硬面层硬度较高。

本发明的技术解决方案是：一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁26～30%，硅铁6.0～7%，金属锰6.0～8%，镍粉10～12%，钨铁4.0～6%，钼铁6.0～8%，余量为铁粉；

所述药芯的质量系数为34～38%。

所述的碳钢外皮为H08A钢带。

所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁28%，硅铁7.0%，金属锰7.0%，镍粉12%，钨铁6.0％，钼铁8.0%，铁粉32%；所述药芯的重量系数为36%。

本发明的有益效果是：1，轧辊表面的硬度较高，其硬面层硬度可达55HRC，且轧辊的高温耐磨、抗冲击和抗疲劳性能明显提高，使用寿命长。2，焊缝金属的力学性能优良，具有良好的良好的高温冲击韧性和优良的抗裂性，与轧辊基材的连接强度较高，本发明焊丝可在轧辊基材上直接堆焊成为硬面层，无需另用其他堆焊药芯焊丝先堆焊出打底层，再焊出硬面层，堆焊加工工艺简便。3，本发明焊丝具有良好的电弧稳定性和焊接操作性能，其焊缝平滑，焊缝质量稳定，无夹渣和裂纹现象产生，焊缝金属在后续的加工中也具有良好的机加工性能和热处理的稳定性。4，本发明药芯焊丝成份较简单，原料成本较低，来源方便，制作成本较低。特别适于轧制高合金钢的夹送辊表面硬面层的堆焊焊接。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述药芯原料的质量%组份为：微碳铬铁26～30%，硅铁6～7%，金属锰6～8%，镍粉10～12%，钨铁4～6%，钼铁6～8%，余量为铁粉；所述药芯的质量系数为34～38%。

本发明所述微碳铬铁的牌号为0Cr62，也可以采用1Cr62。

本发明所述硅铁的牌号为45Si，也可以采用 75Si。

本发明所述金属锰的牌号为98Mn。

本发明所述镍粉的牌号为99.9Ni。

本发明所述钨铁的牌号为75W。

本发明所述钼铁的牌号为55Mo。

所述的碳钢外皮为H08A钢带。

本发明药芯化学成分设计思路如下：

铬（Cr）是焊缝金属的增强相，有提高强度和淬透性的作用和提高焊缝耐腐蚀和高温强度的能力。但有降低冲击韧性和延伸率的作用，本发明中微碳铬铁的用量限定为药芯质量的26～30%。

硅（Si）是主要脱氧剂，降低焊缝金属的氧含量，提高冲击韧性，调节铁水的流动性。本发明将硅铁的用量限定为药芯质量的6～7%。

锰（Mn）是是向焊缝金属过渡的合金元素，也是主要脱氧剂，降低焊缝金属的氧含量，增加焊缝金属强度和抗裂性,提高冲击韧性, 调节铁水的流动性，因此，本发明将金属锰的用量限定为药芯质量的6～8%。

镍（Ni）是向焊缝金属过渡的合金元素，对提高冲击韧性有利，因此，本发明将镍粉的用量限定为药芯质量的10～12%。

钨（W）是向焊缝金属过渡的合金元素，有提高钢的强度、硬度、耐磨和耐蚀性的作用，耐热性和高温强度好，本发明将钨铁的用量限定为药芯质量的4～6%。

钼（Mo）是向焊缝金属过渡的合金元素，有提高热强性的作用，但使冲击韧性下降，钼和钨的合金通常用作热强材料，本发明将钼铁的用量限定为药芯质量的6～8%。

铁（Fe），即铁粉，能改善电弧状态，调节铁水熔点和粘度。

在08A低碳钢带制成的外皮（宽14毫米，厚0.9毫米）内填充药芯粉料，填充率34%-38%，经过成型减径后得到直径2.5～3.5毫米的成品药芯焊丝。

本发明药芯焊丝的使用方法如下：配HJ260熔炼焊剂，焊接电流I=400～450A，焊接电压V=32～34V，焊前焊剂在350℃烘焙2小时。

堆焊硬面层金属为3～8层。保证工作面厚度为7.5mm。堆焊时，将轧辊放置在半哈弗炉或哈弗炉（如专利申请号为2005201048659，实用新型名称为轧辊堆焊开合式电加热炉）中加热到400℃，保温100小时，后采用轧辊堆焊机（如专利申请号为942173341，实用新型名称为轧辊堆焊机）在炉内进行堆焊焊接，焊接时，保证堆焊层金属的层间温度为320～350℃。

实施例1

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述原料组份的质量%为：微碳铬铁26%，硅铁6%，金属锰6%，镍粉10%，钨铁4%，钼铁6%，铁粉42%；所述药芯的重量系数为35%。

实施例2

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述原料组份的质量%为：微碳铬铁28%，硅铁7%，金属锰7%，镍粉12%，钨铁6%，钼铁8%，铁粉32%；所述药芯的重量系数为36%。

实施例3

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁30%，硅铁7%，金属锰8%，镍粉12%，钨铁6%，钼铁8%，铁粉29%；所述药芯的重量系数为36%。

实施例4、

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁27%，硅铁6.5%，金属锰6.5%，镍粉11%，钨铁5%；钼铁7%，铁粉37%；所述药芯的重量系数为37%。

实施例5

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁29%，硅铁7.5%，金属锰7.5%，镍粉11%，钨铁6.5%，钼铁7.5%，铁粉31%；所述药芯的重量系数为38%。

实施例6

一种夹送辊用堆焊药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢外皮为H08A钢带，所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁30%，硅铁7%，金属锰8%，镍粉12%，钨铁5.5%，钼铁7.5%，铁粉30%；所述药芯的重量系数为34%。

本发明实施例所述的药芯焊丝，堆焊后夹送辊表面硬面层的硬度可达到55HRC±2HRC，堆焊后的夹送辊，送热轧卷曲机现场上机试验，上机后轧制高合金钢，使用时间达6个多月，轧钢量达100万吨以上，对上机试用的夹送辊进行现场检测，仍未出现明显粘肉，裂纹和表面局部剥落等质量缺陷。 

Claims (3)

1.一种夹送辊堆焊用高合金钢药芯焊丝，包括碳钢外皮和药芯，其特征在于：所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁26～30%，硅铁6.0～7%，金属锰6.0～8%，镍粉10～12%，钨铁4.0～6%，钼铁6.0～8%，余量为铁粉；所述药芯的质量系数为34～38%。

2.根据权利要求1所述的一种夹送辊堆焊用高合金钢药芯焊丝，其特征在于：所述的碳钢外皮为H08A钢带。

3.根据权利要求1所述的一种夹送辊堆焊用高合金钢药芯焊丝，其特征在于：所述药芯原料组份的质量%为：微碳铬铁28%，硅铁7.0%，金属锰7.0%，镍粉12%，钨铁6.0%，钼铁8.0%，铁粉32%；所述药芯的重量系数为36%。