CN1490121A - 铁路辙叉专用含氮焊条 - Google Patents
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Abstract
一种铁路辙叉专用含氮焊条,焊芯为H08Mn或H08MnA,焊条药皮的成分及重量百分比分别为:大理石15-30%,萤石5-20%,石英1-6%,钛矿5-10%,白土子1-5%,氮化铬铁20-50%,氮化锰铁10-20%,金属锰20-40%,钒铁2-8%,稀土3-6%,并在上述配方的基础上,加入20-30%的水玻璃。堆焊熔覆层材料的化学成分为Mn18-20,Cr6-8,N0.03-0.15,C0.2-0.4,V0.05-0.20,Re少量,其余为铁和总量<0.5的杂质。获得的堆焊熔覆层具有优异的抗接触疲劳性能和耐磨性能,其焊接性能极佳,可显著延长辙叉修复后的使用寿命。
Description
所属技术领域
本发明涉及用于焊接的焊条,特别是涉及一种铁路辙叉专用含氮焊条。
背景技术
铁路辙叉的主要破坏形式是叉芯位置的疲劳剥落和磨损,其修复办法是现场进行补焊。目前在铁路辙叉补焊和修复使用的堆焊焊条主要有高锰钢系、Cr-Ni-Mo系、Mn-Cr系和Cr-Mn-N系等等。其中,我国主要使用牌号安使用的由先到后的时间顺序有堆256、堆266、堆276/277和KD286等高锰钢系列堆焊焊条。目前我国应用最广的是KD286,其熔覆层的材料的化学成分为:C<0.3,Mn20-25,Mo1-2,Cr0.5-1.0。除此以外,还有一些公开的专利技术,例如中国专利89209854.6、中国专利94112743.5和中国专利95110760.7等,它们也都属于高锰钢系堆焊焊条。美国及西欧一些国家主要使用Cr-Mn-Mo系和Mn-Cr系焊条。日本则使用一种含有氮的Mn-Cr-N系焊条,其熔覆层的化学成分为:C<0.14,Mn15-17,Cr14-16,Ni2-3,N0.05-0.15。这些焊条使用效果较好,但由于它们都含有大量的Cr,Ni,Mo贵重等元素,生产成本高,影响推广使用。
发明内容
为了克服现有的铁路辙叉补焊和修复使用的堆焊焊条的上述不足,本发明提供一种铁路辙叉专用含氮堆焊焊条,该堆焊焊条焊前不用预热焊后不用热处理,电弧稳定,焊接性能好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:(1)焊芯为H08Mn或H08MnA焊丝;(2)药皮的成分及重量百分比分别为:大理石15-30%,萤石5-20%,石英1-6%,钛矿5-10%,白土子1-5%,氮化铬铁20-50%,氮化锰铁20-40%,金属锰30-50%,钒铁2-8%,稀土3-6%,并在上述配方的基础上,加入20-30%的水玻璃作为粘结剂;(3)堆焊熔覆层材料的化学成分为Mn18-20,Cr6-8,N0.03-0.15,C0.2-0.4,V0.05-0.20,Re0.1-0.3,其余为铁和总量<0.5的杂质。
本发明的有益效果是:该发明采用H08Mn焊丝作为焊芯,其余的合金元素Cr、Mn、N和V等完全由药皮过渡。为了提高合金元素由药皮向熔覆层的过渡系数,增加焊接熔覆层的抗裂性和冲击韧性,选用大理石-萤石渣系碱性低氢型药皮,药皮的碱度为2.0-4.0,药皮的重量系数选为0.4-0.6。焊接时采用直流反接,焊前不用预热焊后不用热处理。焊条的工艺性能良好,电弧稳定性优良,电弧吹力较大,飞溅一般,熔化系数大,载流能力大,脱渣性好,焊缝成型好。而且其成本适中,焙敷效率高,焊接时无药皮发红开裂现象。
近年来,众多研究表明,氮作为合金元素加入钢中可有效提高钢的抗接触疲劳性能,同时,氮可有效提高奥氏体钢的加工硬化能力。因此,氮是最为理想的辙叉补焊材料的合金化元素。本发明的主要目的就是利用这一原理,将氮加入到焊条的药皮中获得一种性能优异的铁路辙叉的补焊焊条。其中的铬一方面是提高熔覆层的强度,另一方面它可有效地固溶氮原子,根据我们设计的氮含量要求,其含量应为6-8%;锰是奥氏体化元素,足够地锰可使熔覆层获得稳定的奥氏体组织,根据Fe-Mn-Cr相图,其含量应在18-20%;碳是有效提高熔覆层强度和加工硬化能力地元素,但其含量不宜过多,以防止在焊接过程中碳化物的析出,含量在0.2-0.4%较为适宜;钒也是一种有效提高材料强度和抗疲劳破坏的合金化元素,在这里其含量在0.05-0.20%为宜。稀土可有效地改善熔覆层中的夹杂物的分布状态,细化熔覆层组织。
试验表明,本发明铁路辙叉专用含氮焊条堆焊熔覆层耐磨和抗疲劳性能,比目前我国广泛使用的KD286堆焊焊条提高1倍以上。在实际使用中收到很好的使用效果。
具体实施方式
本发明制备出的这种铁路辙叉专用含氮焊条,它是以H08Mn作为焊丝,药皮的配方是:大理石20%,萤石10%,石英2%,钛矿6%,白土子2%,氮化铬铁25%,氮化锰铁20%,金属锰30%,钒铁3%,稀土4%。并在上述配方的基础上,加入25%的水玻璃作为粘结剂。用此焊条堆焊所获得的堆焊层材料的化学成分为:C0.31,Cr6.8,Mn19.1,N0.12,V0.11,Re0.1。用这种焊条对已疲劳磨损的铁路辙叉进行补焊修复,堆焊时焊接前不用预热焊后不用热处理,在现场直接施焊,堆焊效果良好,堆焊层组织致密无气孔和夹杂。在实际使用中此堆焊层的抗接触疲劳使用寿命比KD286堆焊层提高50%以上,收到很好的使用效果。
Claims (1)
1.一种铁路辙叉专用含氮焊条,其焊芯为H08Mn或H08MnA焊丝,其特征是:
a.药皮的成分及重量百分比分别为:大理石15-30%,萤石5-20%,石英1-6%,钛矿5-10%,白土子1-5%,氮化铬铁20-50%,氮化锰铁20-40%,金属锰30-50%,钒铁2-8%,稀土3-6%,并在上述配方的基础上,加入20-30%的水玻璃作为粘结剂;
b.堆焊熔覆层的成分及重量百分比分别为:Mn18-20,Cr6-8,N0.03-0.15,C0.2-0.4,V0.05-0.2,Re0.1-0.3,其余为铁和总量<0.5的杂质。
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