一種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于焊材的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自保護(hù)藥芯焊絲，具體涉及一種用于水泥 輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲具有許多氣體保護(hù)焊絲所不具備的優(yōu)點(diǎn)，其具有操作 簡(jiǎn)便，綜合成本低，焊接效率高；抗風(fēng)能力強(qiáng)，熔深淺合金稀釋率低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)添加適量的 鉻、鎳、錳、硅、鈮等合金元素，提高了熔敷金屬的硬度，達(dá)到耐磨粒磨損的效果。但由于水泥 輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲的研制難度大，是焊接領(lǐng)域的高新技術(shù)，目前國(guó)際上只有少數(shù)國(guó)家 能掌握全套的技術(shù)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的配方中，通常加入大量Al、Mg等強(qiáng)脫氧、脫氮?jiǎng)?，例如申?qǐng)?zhí)枮?201110435344. 8的發(fā)明專利"一種磨煤輥用耐磨堆焊藥芯焊絲"中，就加入了鋁鎂合金這些 強(qiáng)脫劑，加入這些強(qiáng)脫劑，造成焊接工藝性能差、飛濺大、脫宅困難，而殘留的Al元素會(huì)使 焊縫金屬的韌性和塑性顯著降低，而且這種焊絲應(yīng)用到水泥堆焊中，無(wú)法改善水泥輥的使 用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提高水泥輥使用壽命，降低水泥生產(chǎn)企業(yè)的成本，并提供一種能 夠改善自保護(hù)藥芯焊絲焊接工藝性能，主要目的是降低焊接時(shí)的飛濺，改善焊縫成型的用 于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲。
[0005] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，藥芯成分的重量百分比為：碳化鉻： 20-40%，Ni :0· 5-1%，氟化物：0· 2-1%，Si02:0. 1-1%，C :1-3%，Mn:l-5%，Si:l-3%， 硼鐵：3-8%，金屬鉻：30-50%，鈮鐵：10-20%，其余為鐵粉；藥芯占焊絲總重量的比例為 47-51 % 〇
[0007] 藥芯成分的重量百分比為：碳化鉻：25-35%，Ni :0. 6-0. 9%，氟化物：0. 4-0. 7%， Si02:0. 4-0. 7 %，C : 1. 5-2. 5 %，Mn: 2-4 %，Si : 1. 5-2. 5 %，硼鐵：4-6 %，金屬鉻：35-45 %， 鈮鐵：13-17 %，其余為鐵粉；藥芯占焊絲總重量的比例為50%。
[0008] 所述碳化鉻中碳的含量彡10%。
[0009] 所述硼鐵中硼元素的含量為23-30%。
[0010] 藥芯各成分選用粉狀或顆粒狀，顆粒度的要求為60目篩通過(guò)率100%，且小于180 目的微粉不超過(guò)8%。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制造的水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲具有優(yōu)異的焊接 工藝性能，通過(guò)藥芯各成分的配合與配比，實(shí)現(xiàn)了飛濺小，明顯的改善了焊縫成型的效果， 主要用于磨損嚴(yán)重的工況條件下的工件，如水泥輥的堆焊修復(fù)，也可用于復(fù)合板以及磨煤 輥等材料或工件的堆焊。可顯著提高水泥輥的使用壽命，經(jīng)試驗(yàn)，比普通焊絲堆焊的水泥輥 壽命提高I. 5倍以上。水泥磨輥輥套堆焊后，經(jīng)試驗(yàn)使用壽命達(dá)到20000小時(shí)以上。該焊 絲也可用于復(fù)合板以及磨煤輥等材料或工件的堆焊。
[0012] 本發(fā)明各成分的具體作用如下：
[0013] 碳化鉻中主要含有碳和鉻兩種元素，碳元素主要有兩方面作用，一是向焊縫金屬 里滲碳，與鉻元素形成不同的碳化鉻；二是起到與空氣中的氧反應(yīng)，可生成CO2，起到保護(hù)電 弧的作用，因此無(wú)需外加造氣劑就能避免產(chǎn)生焊接氣孔。鉻主要作用是滲合金，與碳結(jié)合生 成不同的碳化鉻，增加焊縫金屬的硬度和耐磨性。
[0014] Ni元素作為合金元素添加到配方中，主要作用是增加焊縫金屬的塑形，使焊縫金 屬即使出現(xiàn)龜裂也不會(huì)產(chǎn)生脫落、掉塊等現(xiàn)象。
[0015] 氟化物一般用氟化鈉或冰晶石，添加氟化物主要目的可以降低焊縫金屬中的氫含 量，防止焊縫金屬出現(xiàn)氣孔或者氣體壓痕等缺陷。
[0016] 石英砂中的主要成分是SiO2，添加適量的SiO2可以細(xì)化熔滴，減小飛濺顆粒尺寸， 降低飛濺率。較少量的石英砂就能減少焊接飛濺，比二氧化鈦效果明顯。傳統(tǒng)的該類型焊絲 需要添加較多的穩(wěn)弧劑二氧化鈦，加入過(guò)多的二氧化鈦會(huì)在焊道上產(chǎn)生較多的熔渣，從而 容易引起焊道與焊道之間的夾雜而降低耐磨性，此外還在焊道上引起圓形"壓痕"，影響焊 道的美觀，不添加二氧化鈦會(huì)產(chǎn)生大顆粒飛濺，用石英砂代替二氧化鈦可以解決上述缺點(diǎn)。
[0017] C元素主要有兩方面作用，一是向焊縫金屬里滲碳，與鉻元素形成不同的碳化鉻； 二是起到與空氣中的氧反應(yīng)，可生成CO2，起到保護(hù)電弧的作用，因此無(wú)需外加造氣劑就能 避免產(chǎn)生焊接氣孔。傳統(tǒng)的焊絲一般加入Al、Mg等作為脫氧和脫氮?jiǎng)尤階l、Mg元素則 與空氣中的氧生成氧化鋁、氧化鎂，這些氧化物的熔點(diǎn)比較高，因此在堆焊時(shí)容易產(chǎn)生氧化 物的夾雜；另外焊縫中殘留的Al會(huì)導(dǎo)致耐磨性降低。碳與鉻結(jié)合生成高硬度、高熔點(diǎn)的碳 化鉻，增加焊縫金屬的硬度和耐磨性。由于碳化鉻中碳元素含量低，不能滿足碳含量達(dá)到設(shè) 計(jì)要求，因此添加高純度的石墨。
[0018] Mn作為合金元素填加，填加 1-5%的Mn元素能提高焊縫金屬的塑性，提高抗裂紋 能力，抑制出現(xiàn)寬而深的裂紋，目的是為了得到表面有細(xì)小裂紋的焊縫，這種有細(xì)小裂紋的 焊縫可以釋放焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力且不易脫落。
[0019] Cr元素作為合金元素填加，金屬鉻主要含有Cr元素，鉻元素加入主要是為了在電 弧熱的作用下和碳元素化合，形成高硬度的碳化鉻，從而增加焊縫金屬的耐磨度。
[0020] Si作為合金元素添加，與其它合金元素一起起到強(qiáng)化焊縫金屬的作用，提高焊縫 硬度，此外還可以起到細(xì)化熔滴減少飛濺的作用。
[0021] 硼鐵作為合金元素添加，B元素與碳在高溫作用下可生成碳化硼，碳化硼硬度高， 可以彌散的分布在焊縫金屬中，能顯著提高焊縫金屬硬度和耐磨性。同時(shí)添加 3-8%硼元素 還有改善焊縫成型的作用，添加適量的硼，可使焊縫表面變得光滑細(xì)膩，焊道平整，焊道兩 邊緣平齊。
[0022] 鈮鐵中Nb元素可與碳結(jié)合生成碳化鈮，高硬度的碳化鈮可彌散的分布在焊縫金 屬中，保護(hù)基體不受磨損，碳化鈮尺寸較小，因此分布更致密，耐磨損效果比高碳鉻鐵更佳。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的目的是提高水泥輥使用壽命，降低水泥生產(chǎn)企業(yè)的成本，并提供一種能 夠改善自保護(hù)藥芯焊絲焊接工藝性能，主要目的是降低焊接時(shí)的飛濺，改善焊縫成型的用 于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，本發(fā)明的自保護(hù)藥芯焊絲，在堆焊熔敷金屬保持不變的前 提下，通過(guò)各原料成分的相互作用，能產(chǎn)生韌性好的交錯(cuò)形式的馬氏體組織，且使孿晶組織 減少，在保證焊絲高硬度、耐磨性的基礎(chǔ)上，還大幅度的提高了堆焊熔敷金屬的韌性。
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025] -種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，關(guān)鍵在于，藥芯成分的重量百分比為：碳化 鉻：20-40%，Ni :0· 5-1%，氟化物：0· 2-l%，Si02:0. 1-1%，C :l-3%，Mn:l-5%，Si:l-3%， 硼鐵：3-8%，金屬鉻：30-50%，鈮鐵：10-20%，其余為鐵粉；藥芯占焊絲總重量的比例為 47-51 % 〇
[0026] 按上述比例配制藥粉，用鐵粉進(jìn)行平衡，采用不同的填充系數(shù)和不同厚度的鋼帶 制成規(guī)格不同的藥芯焊絲產(chǎn)品，主要規(guī)格為Φ 2. 8mm，Φ 3. 2mm的藥芯焊絲產(chǎn)品。
[0027] 推薦焊接參數(shù)：
[0028] 焊接電流：32〇-45〇A
[0029] 焊接電壓：30-40V
[0030] 干伸長(zhǎng)度：25_35mm
[0031] 焊絲直徑：Φ 2. 8_
[0032] 母材：碳鋼鋼板
[0033] 焊絲熔敷金屬硬度要求（堆焊三層以上的硬度指標(biāo)）：
[0034] HRC 彡 60
[0035] 干砂橡膠輪磨損試驗(yàn)（失重法）：< 0· 040g
[0036] 本發(fā)明采用H08A的鋼帶做為外皮材料，其化學(xué)成分C :0. 05-0. 08 %，Mn : 0. 20-0. 30%，S彡0. 02%，P彡0. 02%，藥粉的填充系數(shù)在47-51%之間，所制作的藥芯焊 絲規(guī)格為Φ2.8_。其中的藥粉成分重量百分比如下：
[0037] 實(shí)施例1.
[0038] 一種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，藥芯成分的重量百分比為：碳化鉻：23%， Ni :0· 5 %，氟化鈉：0· 3 %，Si02:0. 2 %，C:l. 2 %，Μη:1· 5 %，Si:l. 2 %，硼鐵：3· 5 %， Cr:56. 6%，鈮鐵：12%，鐵粉：余量。
[0039] 該焊絲焊接時(shí)電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小，為細(xì)顆粒飛濺，焊縫成型平滑，無(wú)氣孔現(xiàn)象。
[0040] 實(shí)施例2。
[0041] 一種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，藥芯成分的重量百分比為：碳化鉻：25%， Ni :0· 7 %，氟化鈉：0· 5 %，Si02:0. 5 %，C:l. 6 %，Μη:2· 3 %，Si:l. 5 %，硼鐵：3· 8 %， Cr:49. 1%，鈮鐵：15%，鐵粉：余量。
[0042] 該焊絲焊接時(shí)電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小，為細(xì)顆粒飛濺，焊縫成型平滑，無(wú)氣孔現(xiàn)象， 脫渣容易。
[0043] 實(shí)施例3.
[0044] 一種用于水泥輥堆焊自保護(hù)藥芯焊絲，藥芯成分的重量百分比為：碳化鉻：29%， 鎳粉：〇· 7%，氟化鈉：0· 6%，Si02: