一種能焊接高強度鋼電焊條配方用料及製造方法

2023-05-02 03:48:01

專利名稱：一種能焊接高強度鋼電焊條配方用料及製造方法
技術領域：
本發明涉及一種能焊接高強度鋼電焊條配方、用料及製造方法。適宜於焊接美4340鋼、40CrMnSiMoVA鋼或是34CrNi3MnA鋼。如航天、航空、核工業使用的裝甲、火箭、彈道、噴氣輸等零件的焊接，本發明的焊條均能達到理想的焊接效果。
目前，國內高強度鋼低合金焊條與本發明的配方、用料完全不一樣。而且無法滿足上述鋼種的技術要求。
本發明的目的在於採用低碳鋼為焊芯材料，其合金元素、複合合金元素、微量合金元素、稀土元素均靠藥皮中過渡。通過焊接的合金過程，使焊縫熔敷金屬合金化，達到能焊接超高強度鋼目的。本發明的電焊條為低氫型焊條，控制熔敷金屬的夾質物，淨化了焊縫，滿足超高強度鋼焊接後的綜合性能要求。
本發明目的是通過以下技術措施來實現的a、本發明採用Ho8A鋼為焊條總材料。Cr-Ni-Mo合金元素系統，複合合金元素、微量合金元素、稀土元素均從藥皮中過渡。起到強化作用。使用了NiCu、NiMn、CuMnNi等複合金屬元素，提高了熔敷金屬抗裂性能，抗氣孔能力，同時也提高焊縫組織強度、韌性和塑性值；使用了稀土和微量元素有效的提取焊縫中的含氫量，降低了非金屬夾雜物，使少量夾雜物分布均勻；對渣氣保護材料的使用進行精選，控制有害物質含量。使焊條的焊接工藝性優良。
本發明目的在於提供一種將不同組分合金相、渣相、氣相、粘結相、特殊合金相按一定的混合程序與時間混合配比製成焊條外皮藥料。然後將藥料經過焊條塗粉機塗覆在Ho8A低碳鋼焊芯，製成不同規格的電焊條，使之能達到焊接美4340鋼、40CrMnSiMoVA鋼、34CrNi3MaA等超高強度鋼零件，並能獲得良好的性能。
本發明的超高強度鋼電焊條誕生，可節省大量的貴重金屬材料、降低了零件生產成本和修復成本。在航天、航空工業、核工業的發展中有廣泛的推廣使用價值。
b、藥料的混料方法為先將各組分藥料按配方要求的重量準確稱量後，在置於攪拌機裡攪拌均勻。先將非金屬藥投入攪拌機裡幹混攪拌1分鐘後；將金屬藥料投入攪拌機裡幹混攪拌20分鐘後；再將粘結劑加入溼混攪拌3分鐘。
本發明由兩個配方來完成超高強度鋼焊接的。
c、之一，其藥料配方為(％)CaCo3(大理石)19-22TiO2-4(鈦白粉)5-7CaF2(螢 石)6-8白泥 3-5Cr ( 鉻 )31-33MoV(鉬 釩)4-7TiFe (鈦 鐵)7-10C-60 (碳 60)2-3Ta-10W (鉭 鎢)0.1-0.5
CuMnNi (銅錳鎳)1-3冰晶 4-6Re (稀 土)1-2NiMn (鎳 錳)10.5-15.7Ge ( 鍺 )0.005-0.01之二，其藥料配方為(％)Cr ( 鉻 )25-30NiMn (鎳 錳)13-17Na2CO3( 鹼 )0.5-1MoV (鉬 釩)0.5-1FePCr(鐵磷鉻)1-2Nb30W1ZY0.1C (鈮鎢鋯)0.5-1Ge ( 鍺 )0.005-0.01TiO2-2 (金紅石)20-25TiO2-4 (鈦白粉)2-5CaCO3(大理石)2-4長石 9-13冰晶石 4-6粘結劑矽酸鹽為基體加20～30％硼酸鹽製成，佔幹混料20％。
本發明的優點與積極效果是本發明的一種超高強度鋼電焊條誕生，隨著目前科技事業高速發展，在航天、航空工業、核工業上有大量的超高強度鋼零件製作如修復需要焊接去完成，充分發揮新材料潛力。本發明的電焊條即可拓寬超高強度鋼的焊接領域，又能降低生產成本，提高製作、更換、修復的經濟效益。
本發明的電焊條在焊接超高強度鋼零件時無需預熱，冷焊後即可得到無裂、無剝離、高強度等綜合性能。同時還具備焊接工藝簡捷、全位置焊接等良好性能。
下面將結合實施例對本發明做進一步描述本發明以Ho8A低碳鋼為焊芯材料，外皮塗覆特殊物質及特殊合金進行過渡。藥皮渣係為低氫型，採用了大理石、螢石、鈦白粉、白泥等為造渣造氣劑，以期達到焊接過程中渣氣聯合保護作用。在藥皮中加入了適量的Cr-Ni-Mo等合金系統，在焊縫熔池中形成高強度合金基體骨架，其合金相組織為臭氏體十彌散複合碳化物。在藥皮中加入NiMn複合合金元素進行催化，使熔敷金屬在溶化中得到強化反應，使難以反應物質能有效的反應到底。
在藥皮中加入了氟化稀土和有機鍺提取熔敷金屬中的氫，降低了非金屬夾雜物，改善了非金屬夾雜物的分布，使更加均勻分散。提高了焊縫金屬的韌性值，強度可達δb＞150公斤/毫米2，有足夠的耐熱性、較高的塑性、較小的缺口敏感性、並有高疲勞極限，一定的抗蝕性、良好的工藝性，完全能夠滿足40CrMnSiMoVA或34CrNi3MoAC0.3-0.4、Mn0.5-0.8、Si0.27-0.37Cr0.7-1.1、Ni2.75-3.25、Mo0.25-0.4P≤0.03、S≤0.0351862N/MM2、HRC≥52、αKVE=59γ美4340鋼
C0.38-0.40、Mn0.6-0.8、Si0.2-0.35Cr0.7-0.90、Ni1.62-2.00、Mo-0.2-0.3P≤0.025、S≤0.025C0.3-0.41480N/毫米2、HB435、αKVE=25γ上述材質的組織成分的焊接要求。
本發明的藥料配製方法與製造工藝本發明使用的複合合金元素，如NiCu、NiMn、MoV、CuMnNi、FePCr等均經二次冶煉化合後制粉使用；使用的合金材料嚴格控制顆粒度與成分要求；使用的渣氣保護材料嚴格控制雜質含量，選優使用。
本發明在製造中時投料有特別要求a、先將非金屬藥料投入攪拌機裡幹混攪拌1分鐘後；b、將金屬藥料投入攪拌機裡幹混攪拌20分鐘後；c、再將粘結劑加入攪拌機溼混攪拌3分鐘。
按上述三條要求將配方中所有藥料加入攪拌機裡，攪拌均勻後再加入到焊條塗粉機裡，壓塗出不同規格的起超強度鋼電焊條。
配方由下列物質組成(百公斤配比)之一CaCo3(大理石)19-22TiO2-4(鈦白粉)5-7CaF2(螢 石)6-8白泥 3-5Cr ( 鉻 )31-33
MoV (鉬 釩)4-7TiFe (鈦 鐵)7-10C-60 (碳-60) 2-3Ta-10W (鉭 鎢)0.1-0.5CuMnNi (銅錳鎳)1-3冰晶石 4-6Re (稀 土)1-2NiMn (鎳 錳)10.5-15.7Ge ( 鍺 )0.005-0.01之二Cr ( 鉻 )25-30NiMn (鎳 錳)13-17Na2CO3( 鹹 )0.5-1MoV (鉬 釩)0.5-1FePCr(鐵磷鉻)1-2Nb30W1ZY0.1C (鈮鎢鋯)0.5-1Ge ( 鍺 )0.005-0.01TiO2-2 (金紅石)20-25TiO2-4 (鈦白粉)2-5CaCO3(大理石)2-4長石 9-13冰晶石 4-6粘結劑矽酸鹽為基體加20～30％硼酸鹽製成，佔幹混料20％。
上述配方完全可以滿足超高強度鋼、40CrMnSiMoVA、34CrNi3MoA、美4340鋼的綜合性能要求，可獲得理想效果。
權利要求
一種能焊超高強度鋼的電焊條配方、用料及製造方法。本發明能完成焊接美4340鋼、40CrMnSiMoVA鋼、34CrNi3MnA鋼，具有良好的綜合性能。本發明的配方組合獨特，用料特殊，其焊條配方、用料及製造工藝特徵在於a、使用的複合合金藥料MoV、NiMn、NiCu、CuMnNi、Ta10W、FePCr、Nb30W1ZY0.1C為二次冶煉化合後制粉使用；b、使用的微量合金元素Ge、MoV、NiMn、Ta10W、Nb30W1ZY0.1C產生奇妙功能。c、藥料的混料方法為先將非金屬藥料幹混攪拌1分鐘後；再將金屬藥料Cr、NiCu、MoV、CuMnNi、NiMn等投入到攪拌機裡幹混攪拌20分鐘後；再加入溼狀矽酸鹽基體加20～30％硼酸鹽製成的粘結劑攪拌3分鐘，攪拌均勻後投入到焊條塗粉機裡，壓塗出不同規格的本發明的電焊條。d、其藥料配比(％)之一CaCo3(大理石)19-22TiO2-4(鈦白粉)5-7CaF2(螢 石)6-8白泥 3-5Cr ( 鉻 )31-33MoV(鉬 釩)4-7TiFe (鈦 鐵)7-10C-60 (碳- 60)2-3Ta-10W (鉭 鎢)0.1-0.5CuMnNi (銅錳鎳)1-3冰晶石 4-6Re (稀 土)1-2NiMn (鎳 錳)10.5-15.7Ge ( 鍺 )0.005-0.01之二，其藥料配方為(％)Cr ( 鉻 )25-30NiMn (鎳 錳)13-17Na2CO3( 鹼 )0.5-1MoV(鉬 釩)0.5-1FePCr (鐵磷鉻)1-2Nb30W1ZY0.1C (鈮鎢鋯)0.5-1Ge ( 鍺 )0.005-0.01TiO2-2(金紅石)20-25TiO2-4(鈦白粉)2-5CaCO3(大理石)2-4長石 9-13冰晶石 4-6粘結劑矽酸鹽為基體加20～30％硼酸鹽製成，佔幹混料20％。
全文摘要
本發明的超高強度鋼電焊條的配方,用料及製造方法。配合組合獨特、合金元素材料使用特殊,特別是複合合金元素均經二次冶煉化合後制粉使用。微量合金元素和稀土元素的使用產生奇妙功效。本發明將不同組分的合金相、渣相、氣相、粘結相、特殊合金相按一定的混合程序與時間混合配比成焊條外皮藥料。然後將藥料經過焊條塗粉機塗在H08A低碳鋼芯上製成焊條,使之能獲得超高強度鋼比強度和足夠的耐熱性、韌性、較小的缺口敏感性、高的抗疲勞極限、抗蝕性和良好的工藝性。為零件加工製造,修復降低成本,促進發展,提高經濟效益。
文檔編號B23K35/365GK1221663SQ98125629
公開日1999年7月7日 申請日期1998年12月21日 優先權日1998年12月21日
發明者趙志顯 申請人:趙志顯