專利名稱:一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲。
背景技術(shù):
道岔是鐵道線路的重要組成部分,由高錳鋼整鑄而成的轍叉,又是道岔的關(guān)鍵部件,由于其存在有害空間,在火車車輪的碾壓和沖擊力作用下,極易產(chǎn)生磨損,當(dāng)轍叉磨損到一定限度后,對行車安全非常不利,必須及時更換和修復(fù)。以往鐵路鑄鋼轍叉普遍采用的是焊條電弧焊堆焊修復(fù)工藝,對工人技術(shù)素質(zhì)要求高,而且焊接工藝復(fù)雜,修復(fù)過程中需動用吊裝、運(yùn)輸設(shè)備及大量人工,勞動工時長、強(qiáng)度大,推廣應(yīng)用難度大。近年來,藥芯焊絲在我國發(fā)展迅速,與手工電弧焊相比,采用藥芯焊絲焊接的主要 特點(diǎn)有I)電流密度大,效率高,其熔敷效率是手工電弧焊高I 3倍以上;2)引弧容易,電弧穩(wěn)定,焊接工藝性好;3 )節(jié)約焊材、降低成本,藥芯焊絲與手工焊條相比,不僅減少了大量焊條殘端,節(jié)約了焊材,而且由于藥芯焊絲電弧焊的熔敷效率高,從而大大地減少了焊接時間,節(jié)約了電能;4)藥芯焊絲半自動電弧焊是一種高效、優(yōu)質(zhì)的焊接方法,焊接效率高,工人勞動強(qiáng)度小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲。解決了現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜,工作效率低和不易推廣等問題。本發(fā)明所提供的藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%;外皮為304不銹鋼鋼帶;藥芯成分的重量百分比為=TiO2 :5-20%, Mn =30-70%, Si :0. 5-5%,Al-Mg 合金0. 5-5%,Ni :2-15%, Cr-Fe 合金5_30%,氟化物0. 5-2. 5%,余量為鐵粉。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為40-60% ;Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比為60-70% ;氟化物為BaF2、MgF2、CaF2, Na3AlF6和Na2SiF6中的一種或幾種。藥芯中各組分的作用如下TiO2:是渣形成組分,可以改善渣的覆蓋性能和焊縫脫渣性,并使電弧集中、穩(wěn)定,改善焊縫成型和減少飛濺。Mn :向焊縫金屬過渡合金元素,確保熔敷金屬的強(qiáng)度和韌性,降低氧、硫含量。Si :提供合適的熔渣粘度,增加電弧穩(wěn)定性。作為脫氧劑確保焊接金屬的強(qiáng)度和降
低氧含量。Al-Mg :主要作用是脫氧脫氮。脫氧后產(chǎn)生的A1203,具有調(diào)節(jié)高溫熔渣物理性能的作用,有利于改善焊接工藝性能。Ni :向焊縫金屬過渡合金元素,確保熔敷金屬的強(qiáng)度和韌性。氟化物藥芯中的各種氟化物在高溫下均能分解,汽化,產(chǎn)生大量的氟蒸汽而大大降低電弧氣氛中的氫分壓,從而起到去氫能力。藥芯中的氟化物與大量金紅石在焊接時發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生TiF4可與電弧氣氛中氫原子及水蒸汽發(fā)生二次反應(yīng),形成不溶于鋼液的穩(wěn)定氫氟化物HF,從而降低了電弧氣氛中的氫分壓,降低焊縫氫含量。TiO2 + XF — XO + TiF4TiO2 + XF — XTiO3 + TiF4反應(yīng)產(chǎn)物TiF4可與電弧氣氛中氫原子及水蒸汽發(fā)生二次反應(yīng)TiF4 + H — TiF + HF TiF4 + Η20(汽)—TiO2 + HF 多種氟化物的加入,如配方中的BaF2可以支持很短的電弧,焊接時降低電弧能量和焊絲燃燒速度,更容易控制熔池,部分氟化物分解出鋰、鉀、鈉等電離勢小于鈣,有效提高焊絲的電弧穩(wěn)定性。鐵粉調(diào)節(jié)成分,保證電弧穩(wěn)定性,提高熔敷效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于,采用本發(fā)明進(jìn)行高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù),焊接工藝簡單,效率高,工人勞動強(qiáng)度小,其堆焊熔敷金屬具有較好的抗接觸疲勞性能和耐磨性能,可延長高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌修復(fù)后的使用壽命。
具體實施例方式實施例I :高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的16% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶,藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 :5%,Mn 55%, Si :2%,Al-Mg 合金1%,Ni :8%,Cr-Fe 合金25%,BaF2 1%, MgF2 :1%,鐵粉2%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為42% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為60%。實施例2 高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的13% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶,藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為=TiO2 10%, Mn 40%, Si :5%,Al-Mg 合金0. 5%, Ni :12%,Cr-Fe 合金:30%,CaF2 1. 5%,鐵粉1%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為51% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為70%。實施例3 高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的20% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶,藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 15%, Mn 65%, Si :1%,Al-Mg 合金3%,Ni :4%,Cr-Fe 合金8%,CaF2 0. 5%, Na3AlF6 :1%,,鐵粉2. 5%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為60% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為65%。實施例4:高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的25% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶,藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 20%, Mn 31%, Si :4%,Al-Mg 合金5%,Ni :15%,Cr-Fe 合金:20%,MgF2 0. 2%, Na2SiF6 0. 3%,鐵粉4. 5%ο
Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為55% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為68%。將實施例1-4中制備的藥芯焊絲進(jìn)行高錳鋼鑄鋼轍叉和鋼軌的堆焊,焊接過程中電弧穩(wěn)定,飛濺少,焊縫成型、脫渣優(yōu)良;采用GB/229-2007及GB228-2002標(biāo)準(zhǔn)測得其熔敷金屬的力學(xué)性能指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度σ b 800-1000MPa,屈服強(qiáng)度σ ^ 2 400-500MPa,延伸率δ 5 :25-35%,沖擊吸收功 Akv (O0C) :80_100J,硬度(H RC) :42_46。
權(quán)利要求
1.一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲,包括外皮和藥芯,其特征在于藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%;外皮為304不銹鋼鋼帶;藥芯成分的重量百分比為TiO2 :5-20%, Mn :30-70%, Si 0. 5-5%, Al-Mg 合金0. 5-5%, Ni :2_15%,Cr-Fe 合金:5_30%,氟化物0. 5-2. 5%,余量為鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述的Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為40-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述的Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比為60-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲,其特征在于,所述的氟化物為BaF2、MgF2,CaF2,Na3AlF6和Na2SiF6中的一種或幾種。
全文摘要
一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲,屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。該藥芯焊絲包括外皮和藥芯,藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%;外皮為304不銹鋼鋼帶;藥芯成分的重量百分比為TiO25-20%,Mn30-70%,Si0.5-5%,Al-Mg合金0.5-5%,Ni2-15%,Cr-Fe合金5-30%,氟化物0.5-2.5%,余量為鐵粉。優(yōu)點(diǎn)在于,本發(fā)明具有較好的工藝性能,焊接效率高,工人勞動強(qiáng)度小,其堆焊熔敷金屬具有較好的抗接觸疲勞性能和耐磨性能,可延長高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌修復(fù)后的使用壽命。
文檔編號B23K35/30GK102896437SQ20121039413
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者牟淑坤, 張飛虎, 劉宏, 章軍, 陳延清, 董現(xiàn)春, 郭占山, 鞠建斌, 張熹, 張楠, 齊建 申請人:首鋼總公司