CN105312792A

CN105312792A - 高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝

Info

Publication number: CN105312792A
Application number: CN201410348348.XA
Authority: CN
Inventors: 倪永伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-10

Abstract

本发明涉及一种高铬铸铁自保护堆焊药芯的焊丝，该焊丝药芯成分的重量百分比为：Cr：40～70％，Ni：1～4％，Al：1～2％，Mg：2～4％，CaCO₃：1～6％，TiO₂：0.5～2％，C：5～9％，Mn：1～6％，Si：1～5％，其余为铁粉。药芯占焊丝总重量的比例为45-55％。本发明的自保护药芯焊丝具有优异的焊接工艺性能，飞溅小，明显的改善了脱渣性能和焊缝成型性，主要应用于磨损严重的工况条件下的工件，广泛应用磨煤机辊，水泥辊，复合板等堆焊的焊接。

Description

高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝

技术领域

本发明涉及一种金属焊接材料，尤其涉及一种高铬铸铁自保护堆焊药芯的焊丝。

背景技术

自保护堆焊药芯焊丝具有许多气体保护焊丝所不具备的优点，其具有操作简便，综合成本低，焊接效率高；抗风能力强，熔深浅合金稀释率低等优点，因此在各行业得到广泛应用。通常的配方中加入大量的强脱氧，脱氮剂，以及一些保护电弧不受空气侵入的氟化物。同时添加适量的铬，镍，锰，硅等合金元素，提高熔敷金属的硬度，达到耐磨粒磨损的效果。

现有技术中已有针对高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝技术研究，如专利号CN200510031856.6就公开了一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝及其使用方法，该方法为在包皮内配以多种金属粉末构成粉芯，其组成重量比为：镍粉6～8，中碳锰铁8～10，45号硅铁9～12，高碳铬铁65～75，金属铬粉18～21，钼铁5～7，铝镁粉1.5～2.5，焊丝填充量为0.49～0.53。该方案采用加入适当硅铁、中碳锰铁、铝镁粉等成分，解决了长期困扰并影响设备堆焊质量和使用寿命的综合性难题。使之具有熔敷金属耐磨耐腐蚀的同时，还具有较好的抗裂性和切削加工性，实现了无外加保护的直接堆焊，取得了明显的成效比。可广泛用于需要机械加工且耐磨耐腐蚀和抗裂性要求较高的零部件的堆焊。该方案没有解决焊接时焊渣飞溅的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上的不足，提供一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，该焊丝能够改善自保护药芯焊丝焊接工艺性能，主要表现为降低焊接时焊渣飞溅问题，提升脱渣性能和焊缝成型的效果。

为了解决上述技术问题，本发明解决方案为：

一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，药芯成分的重量百分比为：

Cr：40～70％，Ni：1～4％，Al：1～2％，Mg：2～4％，CaCO₃：1～6％，TiO₂：0.5～2％，C：5～9％，Mn：1～6％，Si：1～5％，其余为铁粉。药芯占焊丝总重量的比例为45-55％。

上述实施方式中，其中熔敷金属的铬含量与碳含量如果控制在合适的比例范围，则焊丝的技术性能更为稳定，经过测试发现重量比为6-10之间效果最好。

本发明制造的自保护药芯焊丝具有优异的焊接工艺性能，飞溅小，明显的改善了脱渣性能和焊缝成型性，主要应用于磨损严重的工况条件下的工件，广泛应用磨煤机辊，水泥辊，复合板等堆焊的焊接。

具体实施方式

下面首先介绍本发明药芯焊丝的各组元成分设计思路：

碳酸盐包括大理石，白云石，菱苦土等物质，碳酸盐在电弧热的作用下分解成CO₂和CaO，CO₂气体能有效的保护外部气体的侵入，CaO则能增加碱度，如果碳酸盐含量过多则飞溅增加，且渣的流动性变差，使焊缝表面变的粗糙。

金红石，钛白粉等物质的主要成分为TiO₂，填加适量的金红石能改善电弧性能，使电弧燃烧稳定，并有减少飞溅的作用，太多则会引起脱渣困难。

Al和Mg可选用Al粉，Mg粉，AlMg合金等，加入适量Al，Mg可以与氧反应，防止气孔的产生，同时起到改善电弧的作用。加入Al的过多会使焊缝中残余的Al含量增多，降低焊缝的韧性。太少则不能有效防止气孔的产生。

Mn和Ni作为合金元素填加，适量的填加Mn和Ni元素能提高焊缝金属的韧性，增强抗裂纹能力，抑制出现宽而深的裂纹。目的是为了得到表面有细小裂纹的焊缝，这种有细小裂纹的焊缝可以释放焊接时产生的应力且不易脱落。

Cr元素作为合金元素填加，金属铬，高碳铬铁等物质中主要含有Cr元素，铬元素加入主要是为了在电弧热的作用下和碳元素化合，形成高硬度的碳化铬，从而增加焊缝金属的耐磨度。

C元素的加入主要是为了和铬元素化合后得到碳化铬等高硬度，高熔点的碳化物。增加焊缝的耐磨损性能。

按上述比例配制药粉，用铁粉进行平衡，采用不同的填充系数和不同厚度的钢带制成规格不同的药芯焊丝产品，主要规格为Φ2.8mm，Φ3.2mm的药芯焊丝产品。

推荐焊接参数：

焊接电流：300-450A

焊接电压：28-40V

干伸长度：20-35mm

焊丝直径：Φ2.8mm

母材：碳钢钢板

焊丝熔敷金属硬度要求(堆焊三层以上的硬度指标)：

HRC≥58

干式磨粒磨损系数(失重法)：≤0.3％

本发明采用H08A的钢带做为外皮材料，其化学成分C：0.05-0.07％，Mn：0.20-0.40％，S≤0.03％，P≤0.03％，药粉的填充系数在45-55％之间，所制作的药芯焊丝规格为Φ2.8mm。其中的药粉成分重量百分比如下：

实施例一：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：58.5，磨粒磨损系数：0.26％。

实施例二：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：59.5，磨粒磨损系数：0.25％。

实施例三：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：60，磨粒磨损系数：0.23％。

实施例四：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：62，磨粒磨损系数：0.19％。

实施例五：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：56，磨粒磨损系数：0.3％。

实施例六：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：62，磨粒磨损系数：0.18％。

实施例七：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：61，磨粒磨损系数：0.21％。

实施例八：

该焊丝焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，为细颗粒飞溅，焊缝成型平滑光亮，无气孔现象，脱渣容易，HRC：61，磨粒磨损系数：0.22％。

Claims

1.一种高铬铸铁自保护硬面堆焊药芯焊丝，其特征在于药芯成分的重量百分比为：Cr：40-70％，Ni：1-4％，Al：1-2％，Mg：2-4％，CaCO₃：1-6％，TiO₂：0.5-2％，C：0.5-9％，Mn：1-6％，Si：1-5％，其余为铁粉；药芯占焊丝总重量的比例为45-55％。

2.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁自保护硬面堆焊药芯焊丝，其特征在于，其中熔敷金属的铬含量与碳含量重量比为6-10。

3.如权利要求2所述的一种高铬铸铁自保护硬面堆焊药芯焊丝，其特征在于药芯成分的重量百分比为：Al：1.5％；Mg：3％；Si：3％：CaCO₃：4％；TiO₂：1.5％；Mn：4％；Ni：2％；C：6％；Cr：40％；Fe：31％。