高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲及其使用方法
2023-06-01 22:09:16 2
專利名稱：高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬焊接材料，特別涉及一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲及其使用方法。
背景技術：
目前，橡膠機械中密煉機的堆焊在國內外絕大部分廠家採用高鉻鑄鐵材料，用渣保護或者用氣保護進行堆焊，因為高鉻鑄鐵材料具有好的耐磨性，同時具有一定耐腐蝕性能，僅個別廠家採用了其他一些材料堆焊，並針對密煉機中轉子和半園筒體堆焊後加工的不同採用了不同材料。但是用通常的高鉻鑄鐵材料進行堆焊需要氣體保護，或焊劑保護，要消耗氣和焊劑，且施焊時要多加裝置，工作也不太方便，另一方面用高鉻鑄鐵材料堆焊，不管是硬度高還是硬度低(HRC40～50)，均易產生裂紋，即使採用予熱和堆焊過度層，仍然裂紋嚴重，密煉機工作時有掉塊現象，這也是公認的困擾國內外專家進一步提高密煉機堆焊質量和壽命最棘手的難題之一，再者對於密煉機半園筒體和轉子堆焊的要求也不同，轉子堆焊後只需打磨，堆焊層硬度高一點好，而半園筒體的堆焊硬度並不要求太高，HRC40～50即可，但要求機械精加工。
發明內容
針對上述情況，本發明的目的是提供一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲，該焊絲具有自保護直接堆焊，而且還具有抗裂性優良，切削性好和高的耐磨耐腐蝕性能。
本發明的目的還要提供一種使用多種焊機且不加任何保護便可直接堆焊的方法。
為解決上述任務，一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，且於包皮內配以多種金屬粉末構成粉芯，該粉芯的組成(重量比)為鎳粉 6～8 中碳錳鐵8～1045號矽鐵 9～12 高碳鉻鐵65～75金屬鉻粉 18～21鉬鐵5～7鋁鎂粉1.5～2.5 焊絲填充量 0.49～0.53其進一步的措施還包括加入純鹼0.5～2.0本發明的一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲的使用方法是這樣實現的使用埋弧自動焊機或各種氣體保護焊機且不加任何焊劑和保護氣體便可直接進行堆焊。
本發明採用於焊絲粉芯的組成中配以多種金屬粉末特別是加入適當矽鐵、中碳錳鐵、鋁鎂粉等技術方案，刷新了埋弧自動焊機必須外加焊劑和氣體保護焊機必須外加保護氣體才能進行堆焊的技術，解決了長期困擾並影響設備堆焊質量和使用壽命的綜合性難題。使本發明具有熔敷金屬耐磨、耐腐蝕的同時，還具有較好的抗裂性和良好的切削加工性，較理想地實現了無外加保護氣體和焊劑的直接堆焊，而且還去除了輔助裝置，減少了輔助時間，操作更快捷方便，可多道多層連續堆焊效率高，可全位置施焊，能更好實現自動化，取得了明顯的成效比。可廣泛用於需要機械加工，且耐磨耐腐蝕，抗裂性要求較高的零部件的堆焊。
具體實施例方式
本發明製作時按配比要求稱粉，均勻混合後裝入藥芯焊絲成型機的布料器中，可給逐步軋製成型的藥芯焊絲均勻上粉，再經過拉絲機進行拉撥成外徑為φ3.2～φ4mm藥芯焊絲。
實施例1焊絲外層包皮為H08A鋼帶，鋼帶寬度為16mm、厚0.35mm。焊絲粉芯配方重量比為鎳粉6，中碳錳鐵8，45號矽鐵9，高碳鉻鐵70，金屬鉻粉20，鉬鐵5，鋁鎂粉2，配粉後均勻攪拌，上粉，成型焊絲，外徑為φ3.8mm，填充量為0.50。採用埋弧自動焊機不加焊劑直接堆焊，堆焊電流選用400A，堆焊單道單層，試板為普通低碳鋼板，尺寸為200×100×20mm，焊道長150mm，測試室溫硬度為HRC47。到生產密煉機的工廠現場試焊，試焊設備為一般埋弧焊機且不加焊劑，工廠原採用CO2氣體保護，試驗結果得到工廠肯定，硬度符合工廠要求，抗裂性和施焊方式較工廠有大的突破。
實施例2焊絲外層包皮為H08A鋼帶，鋼帶寬度為16mm、厚0.35mm。焊絲粉芯配方重量比為鎳粉8，中碳錳鐵10，45號矽鐵12，高碳鉻鐵72，金屬鉻粉18，鉬鐵6，鋁鎂粉1.5，另加入純鹼1.0，配粉後均勻攪拌，上粉，成型焊絲，外徑為φ3.8mm，填充量為0.51。採用埋弧自動焊機不加焊劑直接堆焊，堆焊電流選用400A，堆焊單道單層，試板為普通低碳鋼板，尺寸為200×100×20mm，焊道長150mm，測試室溫硬度為HRC48。到生產鋼廠支撐輥的廠家現場堆焊，堆焊設備為一般埋弧焊機不加焊劑，堆焊結果表明硬度符合要求，堆焊層未出現裂紋。
為了實現熔敷金屬的最優綜合性能，在上述粉芯配方中各原材料的含量要求為鎳粉含鎳量不低於99％，中碳錳鐵含錳量75～80％，45號矽鐵含矽量45％，高碳鉻鐵的含鉻量為65％，金屬鉻粉含鉻量不低於98％，鉬鐵含鉬量為60％，純鹼為一般工業純鹼，鋁鎂粉為一般鞭炮原材料。上述配比中各原材料粉末全部過60目篩。
下面對本發明的相關技術方案的解決及機理作進一步描述(1)堆焊保護。焊條焊絲通常所說的保護主要是排開空氣中的氮和氧，對於耐磨堆焊來說，氮是可以不排除的，因為焊絲中往往加有其他許多合金元素，它可以與之形成氮化物硬質相，例如氮化鉻，更有利於耐磨性。對於氧來說可參考CO2氣體保護焊原理，CO2氣體保護焊雖然排開了空氣，但它本身有很大氧化性，是靠焊絲中加Si、Mn來脫氧的，本發明的焊絲中為此加入了適當的矽、錳。(2)引弧、穩弧。由於自動焊本身電流密度較大，在堆焊時如果再稍微增大一點電流(如本發明的Φ3.8mm藥芯焊絲施焊電流為400A，而Φ4mm電焊條施焊電流一般為160～180A)，僅靠熱電子發射已基本能引弧與穩弧。如果在焊絲中適當加入少量低電離電位物質或高發熱物質元素，就完全達到順利引弧和穩定燃燒的目的，這些物質並非通常所說的自保護藥芯焊絲中所加入的物質。(3)焊道成型。由於本發明焊絲中加入了多種多量金屬元素，故熔敷金屬熔點較低，高溫時熔融金屬流動性較好，鐵水鋪得開，焊道平整成型美觀。(4)氣孔問題。不加任何保護裸體焊絲直接堆焊，熔敷金屬內易於產生小氣孔，通過調整熔池後期脫氧和降低熔化金屬粘度能得到較好解決。(5)煙霧控制。由於本發明焊絲中最終沒有加入石墨等發煙物質，煙霧得到了較好控制。(6)有關其他相關問題均為本領域技術人員的一般常識，在此不再描述。
權利要求
1.一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，且於包皮內配以多種金屬粉末構成粉芯，該粉芯的組成(重量比)為鎳粉 6～8 中碳錳鐵8～1045號矽鐵 9～12 高碳鉻鐵65～75金屬鉻粉 18～21 鉬鐵5～7鋁鎂粉1.5～2.5 焊絲填充量 0.49～0.53
2.根據權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲，其特徵在於所述粉芯的組成還包括純鹼 0.5～2.0
3.一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲的使用方法，其特徵在於使用埋弧自動焊機或各種氣體保護焊機且不加任何焊劑和保護氣體便可直接進行堆焊。
全文摘要
一種高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲及其使用方法，其包皮內配以多種金屬粉末構成粉芯，其組成重量比為鎳粉6～8，中碳錳鐵8～10，45號矽鐵9～12，高碳鉻鐵65～75，金屬鉻粉18～21，鉬鐵5～7，鋁鎂粉1.5～2.5，焊絲填充量為0.49～0.53。採用加入多種合金元素，特別加入適當矽鐵、中碳錳鐵、鋁鎂粉等技術方案，刷新了埋弧自動焊機必須加入焊劑和氣體保護焊機必須加入保護氣體才能進行堆焊的技術，解決了長期困擾並影響設備堆焊質量和使用壽命的綜合性難題。使之具有熔敷金屬耐磨耐腐蝕的同時，還具有較好的抗裂性和切削加工性，實現了無外加保護的直接堆焊，取得了明顯的成效比。可廣泛用於需要機械加工且耐磨耐腐蝕和抗裂性要求較高的零部件的堆焊。
文檔編號B23K9/04GK1714986SQ20051003185
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月8日 優先權日2005年7月8日
發明者張清輝, 肖逸鋒 申請人:湘潭大學