CN107160057A - 一种自保护药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：锰8‑10份，硅5‑10份，铬2‑5份，钼0.5‑0.9份，锆0.2‑2份，镍1‑3份，碳0.1‑0.5份，碳酸盐5‑9份，氟化钙11‑20份，氧化锆3‑13份，三氧化二铁2‑3份，铝镁合金12‑17份，稀土硅铁9‑15份，低碳锰铁2‑5份，铁10‑15份，钛铁1‑3份。本发明在焊接过程中不需要任何保护气体，焊丝自身造气形成保护氛围，抗风能力强，具有优异的抗热裂纹性能，还具有高耐磨性、良好的塑性及韧性。

Description

一种自保护药芯焊丝
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种自保护药芯焊丝。
背景技术
随着我国铁路进入快速发展时期，线路里程不断快速增长和列车速度的多次提速，不仅对钢轨轨面平顺性的要求愈意严格，而且对钢轨的需求也日益紧张。采用手工电弧焊修复技术对钢轨轨面的局部缺陷(如擦伤、剥落掉块、接头处磨耗低塌等)进行局部焊补修复是工务养护维修作业的常用方法。但原有手工电弧焊补技术受设备、工艺、人为因素等影响，钢轨焊补质量的稳定性难以保证，并且效率较低。
气体保护实心焊丝易于实现半自动和自动化焊接，但存在焊接飞溅大、化学成分调配困难的缺点；手工焊条虽成分调配方便，但不能实现自动化焊接，焊接效率低、劳动强度大。药芯焊丝兼具气体保护实心焊丝和焊条两者的优点，易实现高效的半自动和自动焊，通过合理调配药芯成分，使药芯焊丝焊接电弧稳定、焊接飞溅小、焊缝成型美观，容易获得优良的耐大气腐蚀性能和焊缝力学性能，是近年来焊接材料发展的主要方向。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种自保护药芯焊丝。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8-10份， 硅 5-10份，
铬 2-5份， 钼 0.5-0.9份，
锆 0.2-2份， 镍 1-3份，
碳 0.1-0.5份， 碳酸盐 5-9份，
氟化钙 11-20份， 氧化锆 3-13份，
三氧化二铁 2-3份， 铝镁合金 12-17份，
稀土硅铁 9-15份， 低碳锰铁 2-5份，
铁 10-15份， 钛铁 1-3份。
进一步地，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8-9份， 硅 7-9份，
铬 3-5份， 钼 0.7-0.9份，
锆 1-1.5份， 镍 1-2份，
碳 0.2-0.4份， 碳酸盐 6-8份，
氟化钙 15-18份， 氧化锆 6-10份，
三氧化二铁 2-3份， 铝镁合金 13-15份，
稀土硅铁 11-13份， 低碳锰铁 3-5份，
铁 11-13份， 钛铁 1-3份。
进一步地，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 9份， 硅 8份，
铬 4份， 钼 0.8份，
锆 1.1份， 镍 2份，
碳 0.3份， 碳酸盐 7份，
氟化钙 16份， 氧化锆 8份，
三氧化二铁 2.5份， 铝镁合金 14份，
稀土硅铁 12份， 低碳锰铁 4份，
铁 12份， 钛铁 2份。
进一步地，所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
进一步地，所述药芯占焊丝总重量的比例为15-25%。
进一步地，所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
进一步地，所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
进一步地，所述焊丝的焊接参数为：焊接电流300-400A；电弧电压30-40V；焊接速度4-5mm/s；预热温度110-120℃；道间温度125-130℃；焊后无热处理。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
本发明在焊接过程中不需要任何保护气体，焊丝自身造气形成保护氛围，抗风能力强，可在四级风力下施焊，适合野外钢轨上进行修复作业；飞溅少且为细颗粒飞溅，焊接性能优良，明显地改善了脱渣性能和焊缝成型性，具有优异的抗热裂纹性能。与此同时，本发明可用于同级强度的中、厚度钢板的焊接，可实现自动化焊接、效率高，熔敷效率比焊条高3-5倍，焊接接头质量稳定性好，节约焊材，减轻焊工劳动强度，降低线路养护成本。本发明通过添加适量的Ni和Cr，得到的药芯焊丝具有良好的耐腐蚀性能，比普通的耐大气腐蚀焊接材料耐蚀性提高30-50%，除此之外，本发明提供的药芯焊丝还具有高耐磨性、良好的塑性及韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8份， 硅 5份，
铬 2份， 钼 0.5份，
锆 0.2份， 镍 1份，
碳 0.1份， 碳酸盐 5份，
氟化钙 11份， 氧化锆 3份，
三氧化二铁 2份， 铝镁合金 12份，
稀土硅铁 9份， 低碳锰铁 2份，
铁 10份， 钛铁 1份。
所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
所述药芯占焊丝总重量的比例为15%。
所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
所述焊丝的焊接参数为：焊接电流300A；电弧电压30V；焊接速度4mm/s；预热温度110℃；道间温度125℃；焊后无热处理。
实施例2
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 10份， 硅 10份，
铬 5份， 钼 0.9份，
锆 2份， 镍 3份，
碳 0.5份， 碳酸盐 9份，
氟化钙 20份， 氧化锆 13份，
三氧化二铁 3份， 铝镁合金 17份，
稀土硅铁 15份， 低碳锰铁 5份，
铁 15份， 钛铁 3份。
所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
所述药芯占焊丝总重量的比例为25%。
所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
所述焊丝的焊接参数为：焊接电流400A；电弧电压40V；焊接速度5mm/s；预热温度120℃；道间温度130℃；焊后无热处理。
实施例3
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8份， 硅 7份，
铬 3份， 钼 0.7份，
锆 1份， 镍 1份，
碳 0.2份， 碳酸盐 6份，
氟化钙 15份， 氧化锆 6份，
三氧化二铁 2份， 铝镁合金 13份，
稀土硅铁 11份， 低碳锰铁 3份，
铁 11份， 钛铁 1份。
所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
所述药芯占焊丝总重量的比例为18%。
所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
所述焊丝的焊接参数为：焊接电流300A；电弧电压30V；焊接速度4mm/s；预热温度110℃；道间温度125℃；焊后无热处理。
实施例4
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 9份， 硅 9份，
铬 5份， 钼 0.9份，
锆 1.5份， 镍 2份，
碳 0.4份， 碳酸盐 8份，
氟化钙 18份， 氧化锆 10份，
三氧化二铁 3份， 铝镁合金 15份，
稀土硅铁 13份， 低碳锰铁 5份，
铁 13份， 钛铁 3份。
所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
所述药芯占焊丝总重量的比例为23%。
所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
所述焊丝的焊接参数为：焊接电流400A；电弧电压40V；焊接速度5mm/s；预热温度120℃；道间温度130℃；焊后无热处理。
实施例5
一种自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 9份， 硅 8份，
铬 4份， 钼 0.8份，
锆 1.1份， 镍 2份，
碳 0.3份， 碳酸盐 7份，
氟化钙 16份， 氧化锆 8份，
三氧化二铁 2.5份， 铝镁合金 14份，
稀土硅铁 12份， 低碳锰铁 4份，
铁 12份， 钛铁 2份。
所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
所述药芯占焊丝总重量的比例为20%。
所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
所述焊丝的焊接参数为：焊接电流350A；电弧电压35V；焊接速度4mm/s；预热温度115℃；道间温度128℃；焊后无热处理。
本发明在焊接过程中不需要任何保护气体，焊丝自身造气形成保护氛围，抗风能力强，可在四级风力下施焊，适合野外钢轨上进行修复作业；飞溅少且为细颗粒飞溅，焊接性能优良，明显地改善了脱渣性能和焊缝成型性，具有优异的抗热裂纹性能。与此同时，本发明可用于同级强度的中、厚度钢板的焊接，本发明可实现自动化焊接、效率高，熔敷效率比焊条高3-5倍，焊接接头质量稳定性好，节约焊材，减轻焊工劳动强度，降低线路养护成本。本发明通过添加适量的Ni和Cr，得到的药芯焊丝具有良好的耐腐蚀性能，比普通的耐大气腐蚀焊接材料耐蚀性提高30-50%，除此之外，本发明提供的药芯焊丝还具有高耐磨性、良好的塑性及韧性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8-10份， 硅 5-10份，
铬 2-5份， 钼 0.5-0.9份，
锆 0.2-2份， 镍 1-3份，
碳 0.1-0.5份， 碳酸盐 5-9份，
氟化钙 11-20份， 氧化锆 3-13份，
三氧化二铁 2-3份， 铝镁合金 12-17份，
稀土硅铁 9-15份， 低碳锰铁 2-5份，
铁 10-15份， 钛铁 1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 8-9份， 硅 7-9份，
铬 3-5份， 钼 0.7-0.9份，
锆 1-1.5份， 镍 1-2份，
碳 0.2-0.4份， 碳酸盐 6-8份，
氟化钙 15-18份， 氧化锆 6-10份，
三氧化二铁 2-3份， 铝镁合金 13-15份，
稀土硅铁 11-13份， 低碳锰铁 3-5份，
铁 11-13份， 钛铁 1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述自保护药芯焊丝的药芯包括如下按重量份计的原料：
锰 9份， 硅 8份，
铬 4份， 钼 0.8份，
锆 1.1份， 镍 2份，
碳 0.3份， 碳酸盐 7份，
氟化钙 16份， 氧化锆 8份，
三氧化二铁 2.5份， 铝镁合金 14份，
稀土硅铁 12份， 低碳锰铁 4份，
铁 12份， 钛铁 2份。
4.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述碳酸盐选自碳酸锂和碳酸钡中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯占焊丝总重量的比例为15-25%。
6.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述焊丝为具有与该焊丝相同成分的直径为5mm的盘条钢制成，所述盘条钢由真空感应电炉冶炼制成。
7.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述自保护药芯焊丝的制备工艺依次为：Ф5mm盘条，机械剥壳，酸洗除锈，烘干，干法拔丝，真空退火，抛光，缠绕成卷，塑料布包装和抽真空。
8.根据权利要求1所述的一种自保护药芯焊丝，其特征在于，所述焊丝的焊接参数为：焊接电流300-400A；电弧电压30-40V；焊接速度4-5mm/s；预热温度110-120℃；道间温度125-130℃；焊后无热处理。
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