CN104827207B - 一种零部件焊接修复用纳米焊层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种零部件焊接修复用纳米焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Fe占19％～29％，Ni占22％～33％，Cr占32％～41％，B占8％～14％、Si占8％～14％，Al2O3占2％～2.5％。所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。本发明将纳米技术与焊接技术相结合，在待修复的零部件表面形成了纳米焊层，解决了现有的焊丝存在的结合强度差、气孔率高、耐磨性和耐腐蚀性差、使用寿命短的缺陷，进一步改善了待修复零部件的性能，延长了零部件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种零部件焊接修复用纳米焊层及其制备方法。
背景技术
埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10％左右，且多年来一直变化不大。
埋弧焊也用于对已磨损或者表面有缺陷的零部件进行修复，以实现零部件的回收再利用，但是现有的埋弧焊所采用的焊丝材料普通，并不能对零部件的性能进行改善，结合强度差、气孔率高，耐磨性和耐腐蚀性差，使用寿命也未得到延长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种零部件焊接修复用纳米焊层及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种零部件焊接修复用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占19％～29％，Ni占22％～33％，Cr占32％～41％，B占8％～14％、Si占8％～14％，Al2O3占2％～2.5％。本发明材料搭配合理，弥补了现有的焊丝焊接后形成的焊层的不足，一方面实现对零部件的修复，另一方面，改善了零部件的使用性能，延长了零部件的使用寿命。
所述各组分的最佳质量百分比为：Fe占21％，Ni占24％，Cr占33％，B占10％、Si占10％，Al2O3占2％。Al2O3能够提高焊接后的结合强度，减少气孔率。
一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
本发明的有益效果是：本发明将纳米技术与焊接技术相结合，在待修复的零部件表面形成了纳米焊层，解决了现有的焊丝存在的结合强度差、气孔率高、耐磨性和耐腐蚀性差、使用寿命短的缺陷，进一步改善了待修复零部件的性能，延长了零部件的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种零部件焊接修复用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Fe占21％，Ni占24％，Cr占33％，B占10％、Si占10％，Al2O3占2％。
一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例二：
一种零部件焊接修复用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Fe占19.5％，Ni占22％，Cr占40％，B占8％、Si占8％，Al2O3占2.5％。
一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例三：
一种零部件焊接修复用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Fe占20％，Ni占28％，Cr占32％，B占9％、Si占9％，Al2O3占2％。
一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例四：
一种零部件焊接修复用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Fe占25％，Ni占22％，Cr占32％，B占11％、Si占8％，Al2O3占2％。
一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
为了论证本发明的实际效果，特采用埋弧焊焊接技术在轧辊上制备了纳米焊层，将实施例一至实施例四实施后，分别测试了焊层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能，并利用XRD对焊层进行了相结构分析。实验结果如下：
| 编号 | 孔隙率(AREA％) | 结合强度(MPa) | 显微硬度(HV) |
| 实施例一 | 0.257 | 88.3 | 569 |
| 实施例二 | 0.322 | 86.7 | 528 |
| 实施例三 | 0.346 | 87.5 | 479 |
| 实施例四 | 0.321 | 79.2 | 471 |
| 平均值 | 0.312 | 85.4 | 511.8 |
| 对比组 | 0.442 | 70.8 | 420.5 |
其中，对比组为普通合金丝材。
如上述实验数据可知，按照本发明的技术方案实施后，解决了传统的焊层存在的孔隙率大、结合强度低的缺陷，本发明制成的纳米焊层结合强度高、硬度高，耐腐蚀性、耐磨性强，微观组织结构均匀，减少了气孔率，硬度可达HRC32，从而改善了待修复零部件的性能，延长了零部件的使用寿命实现了零部件的回收再利用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种零部件焊接修复用纳米焊层的制备方法，其特征在于：零部件焊接修复用纳米焊层包括以下质量百分比的组分：Fe占19％～29％，Ni占22％～33％，Cr占32％～41％，B占8％～14％、Si占8％～14％，Al2O3占2％～2.5％，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
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