CN113579564A - 一种堆焊药芯焊丝及制备工艺、焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种堆焊药芯焊丝及制备工艺、焊接方法，涉及焊接技术领域。一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠、氟化钙、氧化镧铈、含钾化合物、二氧化铋0‑0.1wt％、石墨、金属铬、钼铁、碳化钨、钴粉、中碳锰铁、硅铁、钛铁0.2‑0.5wt％、铌铁、硼铁和高碳铬铁。此外本发明还提出另一方面，本申请实施例提供一种制造堆焊药芯焊丝的制备工艺该制备工艺制作的堆焊药芯焊丝质量极佳，能够满足较高要求堆焊的需求标准。此外本发明还提供一种焊接方法，利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。

Description

一种堆焊药芯焊丝及制备工艺、焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种堆焊药芯焊丝及制备工艺、焊接方法。
背景技术
随着焊接智能化的提高，修复再制造已受到企业家们的亲睐，也对焊接材料提出更高的要求。焊接生产正朝者高效率、低成本的方向发展。药芯焊丝有着可调性高、适用性强等特点，将作为一种极具发展前景的焊接材料和高技术产品。目前国内消耗的药芯焊丝中，耐磨焊丝的消耗正在快速增长。然而国产耐磨堆焊药芯焊丝较少且品种单一，国内市场需求很大。目前国内市场的许多部件主要依靠耐磨焊条来修复，影响到生产效率及质量。
我国社会经济快速增长，城镇化的提高，改善交通问题以迫在眉睫。因而我们需要庞大的地铁干线，随之对盾构提出了新的要求。高硬度高耐磨的焊接成为发展重点，耐磨堆焊药芯焊丝作为一种高效高质量的焊接材料具有很大的发展空间。但目前国内研究生产的焊丝常常出现焊接力学性能不稳定的情况,耐磨性、硬度等较低，工艺性能不能满足修复的高需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种堆焊药芯焊丝，此堆焊药芯焊丝具有焊接力学性能稳定，耐磨性高和硬度高等优点。其在用于焊接时，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝成型好，再引弧性能良好，能够完全满足较高要求堆焊的需求标准。
本发明的另一目的在于提供一种堆焊药芯焊丝的制备工艺，该制备工艺制作的堆焊药芯焊丝质量极佳，能够满足较高要求堆焊的需求标准。
本发明的还有一目的在于提供一种焊接方法，利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，外皮包裹药芯，药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％；
外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01-0.15wt％；Mn：0.1-0.5wt％；Si：0.01-0.05wt％；S：0.001-0.013wt％；P：0.001-0.013wt％；余量为铁。
在本发明的一些实施例中，上述外皮的外直径为1～1.4mm。
在本发明的一些实施例中，上述药芯的填充率为14.6-24wt％。
在本发明的一些实施例中，上述含钾化合物包括钾长石。
在本发明的一些实施例中，上述硅铁包括75wt％以上的硅。
在本发明的一些实施例中，上述硼铁和钛铁的重量比为2：1。
在本发明的一些实施例中，上述碳化钨和钴粉的重量比为8：1。
在本发明的一些实施例中，上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
另一方面，本申请实施例提供一种制造堆焊药芯焊丝的制备工艺，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得堆焊药芯焊丝。
另一方面，本申请实施例提供一种焊接方法，包括以下步骤：
将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，焊机的焊接电流为220-250A、焊接电压为26-30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min)。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，外皮包裹药芯。上述药芯在焊接过程中，在高温下气化，造成一个隔绝大气的环境，以保证焊池内的熔化金属不被污染；同时，其能够起到稳定电弧的作用，并且补充在焊接过程中被烧损的合金元素。上述外皮能够起到塑性作用，提升焊接质量。上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％。其中，上述氟化钠、氟化钙组成的氟化物中，氟元素用以降低熔敷金属中扩散氢的含量。但氟化物含量过高，焊接时电弧不稳、飞溅变大、电弧声音变差。上述氟化物中，氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、通过调整到上述氟化物中个组分的重量百分比含量，可以增强电弧吹力，提高电弧稳定性，可有效的避免出现上述情况。同时，还能有助于提高抗气孔性能，降低了扩散氢含量，有利于焊缝低温韧性的增强，同时造渣造气其保护作用。因此，上述氟化物作为一种稳弧剂，能够提高焊接的工艺性。
此外，上述氧化镧铈的加入，能够细化组织，提高了堆焊金属抗冲击性能。氧化镧铈中的过渡稀土元素镧铈、细化晶粒增加韧性、增强抗冲击性，镧可以减少堆焊层中S含量提高抗裂性。
上述含钾化合物，例如K2O能偶提供电子，起到稳定电弧的作用，提高焊接工艺性能。上述二氧化铋具有非常高的氧离子导电性能，能够在焊接过程中起到温度电弧，提升焊接质量的作用；同时，其还能提高焊缝金属的脱渣性。上述石墨提供适量的碳对堆焊合金的耐磨性有一定的好处，但是含量过高会提高脆性，从而降低堆焊合金的韧性。将石墨含量控制在0.2-0.4wt％，能够在提升堆焊合金的耐磨性的同时，避免造成脆性提供的问题。上述石墨还能够也起到脱氧、造气、形成硬质相的作用。
上述金属铬向堆焊熔敷金属中过渡铬，保证堆焊层的耐腐蚀性和硬度，保证堆焊层的强度。上述金属铬中的铬元素具有比较好的耐磨性及一定的耐腐蚀性能，能够提升焊接后的耐磨性和防腐蚀性。上述钼铁用于向堆焊熔敷金属中过渡钼元素，钼元素增加了堆焊金属的热稳定性。
上述碳化钨作为硬质合金添加相，形成“耐磨骨架”，主要起到减摩、耐磨的作用。
上述钴粉中的钴元素与上述碳化钨中的钨元素两者的按一定比例配合，可有效提高堆焊金属的抗裂性能。
上述中碳锰铁中锰元素是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。具有较强的固溶强化作用，能够提高脆硬性。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF(针壮铁素体)形成；锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反，将中碳锰铁控制在1.0-2.2wt％，能够在兼具上述两种特性。此外，锰还能与硫形成MnS，降低焊缝的杂质含量。Mn能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，因此适量的加入可以提高焊缝金属的低温韧性，同时提高强度。
上述硅铁向堆焊熔敷金属中过渡硅，硅元素能脱氧，并具有强烈的固溶强化作用，增加淬硬性和回火稳定性，提高耐热性和耐蚀性，并可降低液态金属表面张力。利用上述硅铁中的硅元素和碳锰铁中的锰元素联合脱氧，提高元素过渡系数。硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂，硅可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反；采用硅锰联合脱氧其效果较好。Si可以与Mn形成已成熟的韧化机理，同时能够起到联合脱氧的作用。
上述钛铁中钛细化晶粒，显著增加耐磨性。Ti能细化堆焊金属组织，保证焊缝金属获得针状铁素体组织，保证熔覆金属获得良好的力学性能。同时形成TiC硬度极高的硬质相，从而极大提高堆焊层的耐磨性。此外，钛在堆焊金属中形成的碳化物除本身具有高耐磨性外，由于其形核温度高也促进NbC弥散分布，进一步改善和细化晶粒，提高堆焊金属的抗冲击性能。
上述铌铁中铌细化晶粒，提高耐磨性，形成NbC从而抑制奥氏体晶粒长大。形成的碳化物硬度较高，作为第二项粒子在基体中起到强化韧性的作用。
上述硼铁中硼元素的加入有助于硬相组织的形成可显著提高材料的耐磨性。过高会引起晶界偏析。
上述高碳铬铁具有耐腐蚀性特点，向堆焊层中过渡合金元素Cr，C元素的过渡起到脱氧和形成硬质相。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01-0.15wt％；Mn：0.1-0.5wt％；Si：0.01-0.05wt％；S：0.001-0.013wt％；P：0.001-0.013wt％；余量为铁。其中，严格控制硫、磷元素的含量：P≤0.001-0.013wt％和S0.001-0.013wt％，将焊丝的P和S含量降到最低，避免因P、S偏聚而产生热裂纹倾向，保证了良好的焊缝金属质量。外皮中的Si用于起到脱氧作用。外皮中的C控制在0.01-0.15wt％，起到更好的塑型作用。
上述各组分中，采用了Mo-Ti-B-Nb合金系统以及Co、WC，保证焊丝具有低成本、高硬度、高耐磨性，综合力学性能良好。
因此，上述药芯和外皮中的各组分的配合，形成的堆焊药芯焊丝具有电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易和焊缝成型好等优点，其再引弧性能良好，完全满足盾构机刀具堆焊的需求标准。
本发明还提供一种堆焊药芯焊丝的制备工艺，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得堆焊药芯焊丝。该制备工艺制作的堆焊药芯焊丝质量极佳，能够满足较高要求堆焊的需求标准。
本发明还提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为220-250A、焊接电压为26-30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，外皮包裹药芯。上述药芯在焊接过程中，在高温下气化，造成一个隔绝大气的环境，以保证焊池内的熔化金属不被污染；同时，其能够起到稳定电弧的作用，并且补充在焊接过程中被烧损的合金元素。上述外皮能够起到塑性作用，提升焊接质量。上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％。其中，上述氟化钠、氟化钙组成的氟化物中，氟元素用以降低熔敷金属中扩散氢的含量。但氟化物含量过高，焊接时电弧不稳、飞溅变大、电弧声音变差。上述氟化物中，氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、通过调整到上述氟化物中个组分的重量百分比含量，可以增强电弧吹力，提高电弧稳定性，可有效的避免出现上述情况。同时，还能有助于提高抗气孔性能，降低了扩散氢含量，有利于焊缝低温韧性的增强，同时造渣造气其保护作用。因此，上述氟化物作为一种稳弧剂，能够提高焊接的工艺性。
此外，上述氧化镧铈的加入，能够细化组织，提高了堆焊金属抗冲击性能。氧化镧铈中的过渡稀土元素镧铈、细化晶粒增加韧性、增强抗冲击性，镧可以减少堆焊层中S含量提高抗裂性。
上述含钾化合物，例如K2O能偶提供电子，起到稳定电弧的作用，提高焊接工艺性能。上述二氧化铋具有非常高的氧离子导电性能，能够在焊接过程中起到温度电弧，提升焊接质量的作用；同时，其还能提高焊缝金属的脱渣性。上述石墨提供适量的碳对堆焊合金的耐磨性有一定的好处，但是含量过高会提高脆性，从而降低堆焊合金的韧性。将石墨含量控制在0.2-0.4wt％，能够在提升堆焊合金的耐磨性的同时，避免造成脆性提供的问题。上述石墨还能够也起到脱氧、造气、形成硬质相的作用。
上述金属铬向堆焊熔敷金属中过渡铬，保证堆焊层的耐腐蚀性和硬度，保证堆焊层的强度。上述金属铬中的铬元素具有比较好的耐磨性及一定的耐腐蚀性能，能够提升焊接后的耐磨性和防腐蚀性。上述钼铁用于向堆焊熔敷金属中过渡钼元素，钼元素增加了堆焊金属的热稳定性。
上述碳化钨作为硬质合金添加相，形成“耐磨骨架”，主要起到减摩、耐磨的作用。
上述钴粉中的钴元素与上述碳化钨中的钨元素两者的按一定比例配合，可有效提高堆焊金属的抗裂性能。
上述中碳锰铁中锰元素是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。具有较强的固溶强化作用，能够提高脆硬性。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF(针壮铁素体)形成；锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反，将中碳锰铁控制在1.0-2.2wt％，能够在兼具上述两种特性。此外，锰还能与硫形成MnS，降低焊缝的杂质含量。Mn能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，因此适量的加入可以提高焊缝金属的低温韧性，同时提高强度。
上述硅铁向堆焊熔敷金属中过渡硅，硅元素能脱氧，并具有强烈的固溶强化作用，增加淬硬性和回火稳定性，提高耐热性和耐蚀性，并可降低液态金属表面张力。利用上述硅铁中的硅元素和碳锰铁中的锰元素联合脱氧，提高元素过渡系数。硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂，硅可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反；采用硅锰联合脱氧其效果较好。Si可以与Mn形成已成熟的韧化机理，同时能够起到联合脱氧的作用。
上述钛铁中钛细化晶粒，显著增加耐磨性。Ti能细化堆焊金属组织，保证焊缝金属获得针状铁素体组织，保证熔覆金属获得良好的力学性能。同时形成TiC硬度极高的硬质相，从而极大提高堆焊层的耐磨性。此外，钛在堆焊金属中形成的碳化物除本身具有高耐磨性外，由于其形核温度高也促进NbC弥散分布，进一步改善和细化晶粒，提高堆焊金属的抗冲击性能。
上述铌铁中铌细化晶粒，提高耐磨性，形成NbC从而抑制奥氏体晶粒长大。形成的碳化物硬度较高，作为第二项粒子在基体中起到强化韧性的作用。
上述硼铁中硼元素的加入有助于硬相组织的形成可显著提高材料的耐磨性。过高会引起晶界偏析。
上述高碳铬铁具有耐腐蚀性特点，向堆焊层中过渡合金元素Cr，C元素的过渡起到脱氧和形成硬质相。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01-0.15wt％；Mn：0.1-0.5wt％；Si：0.01-0.05wt％；S：0.001-0.013wt％；P：0.001-0.013wt％；余量为铁。其中，严格控制硫、磷元素的含量：P≤0.001-0.013wt％和S0.001-0.013wt％，将焊丝的P和S含量降到最低，避免因P、S偏聚而产生热裂纹倾向，保证了良好的焊缝金属质量。外皮中的Si用于起到脱氧作用。外皮中的C控制在0.01-0.15wt％，起到更好的塑型作用。
上述各组分中，采用了Mo-Ti-B-Nb合金系统以及Co、WC，保证焊丝具有低成本、高硬度、高耐磨性，综合力学性能良好。
因此，上述药芯和外皮中的各组分的配合，形成的堆焊药芯焊丝具有电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易和焊缝成型好等优点，其再引弧性能良好，完全满足盾构机刀具堆焊的需求标准。
其中，上述外皮的外直径为1～1.4mm。外皮之直径控制在1～1.4mm，能够方便外皮的制作。
其中，上述药芯的填充率为14.6-24wt％。药芯的填充率控制在14.6-24wt％时，能够保证焊接的稳定性。
其中，上述含钾化合物包括钾长石，上述钾长石属单斜晶系，通常呈肉红黄白等色。密度2.54-2.57g/cm3，比重2.56～2.59，硬度6，其理论成分为包括二氧化硅、三氧化二铝和氧化钾。它具有熔点低(1150±20℃)，熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点。在钾长石成分中K2O能偶提供电子，起到稳定电弧的作用，提高焊接工艺性能。
其中，上述硅铁包括75wt％以上的硅，选用75wt％以上的硅，能够满足可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性的作用。
其中，上述硼铁和钛铁的重量比为2：1，上述硼铁和钛铁的重量在2；1时，能够提升堆焊层的耐磨性。
其中，上述碳化钨和钴粉的重量比为8：1，上述钴粉中的钴元素与上述碳化钨中的钨元素两者的按一定比例配合，可有效提高堆焊金属的抗裂性能。通过碳化钨和钴粉的重量比为8：1，可达到最优的堆焊金属的抗裂性能。
其中，上述碳化钨包括铸造碳化钨粉，铸造碳化钨粉熔点高(2600℃)硬度高、耐磨性好，其在堆焊时具有良好的流动性及填充性。
本发明还提供一种堆焊药芯焊丝的制备工艺，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得堆焊药芯焊丝。该制备工艺制作的堆焊药芯焊丝质量极佳，能够满足较高要求堆焊的需求标准。
本发明还提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为220-250A、焊接电压为26-30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1～1.4mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％。上述药芯的填充率为14.6-24wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述硼铁和上述钛铁的重量比为2：1。上述碳化钨和上述钴粉的重量比为8：1。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01-0.15wt％；Mn：0.1-0.5wt％；Si：0.01-0.05wt％；S：0.001-0.013wt％；P：0.001-0.013wt％；余量为铁。
实施例1
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2wt％、氟化钙0.4wt％、氧化镧铈0wt％、含钾化合物0.3wt％、二氧化铋0wt％、石墨0.2wt％、金属铬2.5wt％、钼铁0.4wt％、碳化钨2.0wt％、钴粉0.25wt％、中碳锰铁1.0wt％、硅铁0.4wt％、钛铁0.2wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.4wt％和高碳铬铁6.6wt％。上述药芯的填充率为14.6wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨为铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01wt％；Mn：0.1wt％；Si：0.01wt％；S：0.001wt％；P：0.001wt％；余量为铁。
实施例2
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1.1mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.26wt％、氟化钙0.44wt％、氧化镧铈0.06wt％、含钾化合物0.34wt％、二氧化铋0.02wt％、石墨0.24wt％、金属铬2.6wt％、钼铁0.6wt％、碳化钨2.4wt％、钴粉0.3wt％、中碳锰铁1.2wt％、硅铁0.48wt％、钛铁0.26wt％、铌铁0.24wt％、硼铁0.52wt％和高碳铬铁6.78wt％。上述药芯的填充率为16.48wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.04wt％；Mn：0.18wt％；Si：0.018wt％；S：0.004wt％；P：0.004wt％；余量为铁。
实施例3
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1.2mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.32wt％、氟化钙0.48wt％、氧化镧铈0.12wt％、含钾化合物0.38wt％、二氧化铋0.04wt％、石墨0.28wt％、金属铬2.7wt％、钼铁0.8wt％、碳化钨2.8wt％、钴粉0.35wt％、中碳锰铁1.4wt％、硅铁0.56wt％、钛铁0.32wt％、铌铁0.28wt％、硼铁0.64wt％和高碳铬铁6.96wt％。上述药芯的填充率为18.36wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.07wt％；Mn：0.26wt％；Si：0.026wt％；S：0.006wt％；P：0.006wt％；余量为铁。
实施例4
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1.3mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.38wt％、氟化钙0.52wt％、氧化镧铈0.18wt％、含钾化合物0.42wt％、二氧化铋0.06wt％、石墨0.32wt％、金属铬2.9wt％、钼铁1.0wt％、碳化钨3.2wt％、钴粉0.4wt％、中碳锰铁1.8wt％、硅铁0.64wt％、钛铁0.38wt％、铌铁0.32wt％、硼铁0.76wt％和高碳铬铁7.14wt％。上述药芯的填充率为20.24wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.1wt％；Mn：0.34wt％；Si：0.034wt％；S：0.008wt％；P：0.001-0.08wt％；余量为铁。
实施例5
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1.3mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.44wt％、氟化钙0.56wt％、氧化镧铈0.24wt％、含钾化合物0.46wt％、二氧化铋0.08wt％、石墨0.36wt％、金属铬3.0wt％、钼铁1.2wt％、碳化钨3.6wt％、钴粉0.45wt％、中碳锰铁2.0wt％、硅铁0.72wt％、钛铁0.44wt％、铌铁0.36wt％、硼铁0.88wt％和高碳铬铁7.32wt％。上述药芯的填充率为22.12wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.12wt％；Mn：0.42wt％；Si：0.042wt％；S：0.01wt％；P：0.001wt％；余量为铁。
实施例6
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，上述外皮包裹上述药芯，上述外皮的外直径为1.4mm，上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.5wt％、氟化钙0.6wt％、氧化镧铈0.3wt％、含钾化合物0.5wt％、二氧化铋0.1wt％、石墨0.4wt％、金属铬3.2wt％、钼铁1.4wt％、碳化钨4.0wt％、钴粉0.5wt％、中碳锰铁2.2wt％、硅铁0.8wt％、钛铁0.5wt％、铌铁0.4wt％、硼铁1.0wt％和高碳铬铁7.5wt％。上述药芯的填充率为24wt％。上述含钾化合物包括钾长石。上述硅铁为75#硅铁。上述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
上述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.15wt％；Mn：0.5wt％；Si：0.05wt％；S：0.013wt％；P：0.013wt％；余量为铁。
实施例7
本实施例提供一种堆焊药芯焊丝的制备工艺，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得堆焊药芯焊丝。
实施例8
本实施例提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为220A、焊接电压为26V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
实施例9
本实施例提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为230A、焊接电压为27V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
实施例10
本实施例提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为240A、焊接电压为28V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
实施例11
本实施例提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为250A、焊接电压为30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。
综上所述，本发明实施例的堆焊药芯焊丝和堆焊药芯焊丝的制备工艺及焊接方法。其中，一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，外皮包裹药芯。上述药芯在焊接过程中，在高温下气化，造成一个隔绝大气的环境，以保证焊池内的熔化金属不被污染；同时，其能够起到稳定电弧的作用，并且补充在焊接过程中被烧损的合金元素。上述外皮能够起到塑性作用，提升焊接质量。上述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％。其中，上述氟化钠、氟化钙组成的氟化物中，氟元素用以降低熔敷金属中扩散氢的含量。但氟化物含量过高，焊接时电弧不稳、飞溅变大、电弧声音变差。上述氟化物中，氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、通过调整到上述氟化物中个组分的重量百分比含量，可以增强电弧吹力，提高电弧稳定性，可有效的避免出现上述情况。同时，还能有助于提高抗气孔性能，降低了扩散氢含量，有利于焊缝低温韧性的增强，同时造渣造气其保护作用。因此，上述氟化物作为一种稳弧剂，能够提高焊接的工艺性。本发明还提供一种堆焊药芯焊丝的制备工艺，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得堆焊药芯焊丝。该制备工艺制作的堆焊药芯焊丝质量极佳，能够满足较高要求堆焊的需求标准。本发明还提供一种焊接方法，包括以下步骤：将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为220-250A、焊接电压为26-30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。利用该焊接方法能够适应上述堆焊药芯焊丝的焊接，起到更好的焊接效果。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种堆焊药芯焊丝，包括：外皮和焊芯，所述外皮包裹所述药芯，其特征在于，所述药芯包括按以下百分数计的原料：氟化钠0.2-0.5wt％、氟化钙0.4-0.6wt％、氧化镧铈0-0.3wt％、含钾化合物0.3-0.5wt％、二氧化铋0-0.1wt％、石墨0.2-0.4wt％、金属铬2.5-3.2wt％、钼铁0.4-1.4wt％、碳化钨2.0-4.0wt％、钴粉0.1-0.6wt％、中碳锰铁1.0-2.2wt％、硅铁0.4-0.8wt％、钛铁0.2-0.5wt％、铌铁0.2-0.4wt％、硼铁0.1-1.0wt％和高碳铬铁6.6-7.5wt％；
所述外皮包括按以下百分数计的原料：C：0.01-0.15wt％；Mn：0.1-0.5wt％；Si：0.01-0.05wt％；S：0.001-0.013wt％；P：0.001-0.013wt％；余量为铁。
2.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述外皮的外直径为1～1.4mm。
3.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的填充率为14.6-24wt％。
4.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述含钾化合物包括钾长石。
5.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述硅铁包括75wt％以上的硅。
6.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述硼铁和所述钛铁的重量比为2：1。
7.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述碳化钨和所述钴粉的重量比为8：1。
8.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述碳化钨包括铸造碳化钨粉。
9.一种制造如权利要求1-8任一项所述的堆焊药芯焊丝的制备工艺，其特征在于，其包括以下步骤：将药芯中各成分按比例混合并在150℃下的V型搅拌器中搅拌均匀后，将药芯置于低碳钢外皮上，经过包裹或卷制成丝，然后细拉至相应规格即得所述堆焊药芯焊丝。
10.一种焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
将堆焊药芯焊丝置于焊机，利用焊接对焊接部位进行焊接，所述焊机的焊接电流为220-250A、焊接电压为26-30V、焊接的加气保护CO2气流量为20L/min。
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