高錳鋼焊接焊條及其焊接方法
2023-06-01 11:04:36
專利名稱:高錳鋼焊接焊條及其焊接方法
技術領域：
本發明涉及用於高錳鋼焊接焊條的組合物和焊接高錳鋼的焊接工藝。
背景技術：
被焊材料高錳鋼是指含碳量為0.4％～1.3％和含錳量為11％～14％的鑄鋼。也稱Hadfield鋼。高錳鋼焊接的最主要問題是在熱影響區產生碳化物的析出，從而引起熱裂紋的產生，導致焊接接頭的破壞。所以最關鍵的技術是在焊接過程中如何抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。根據高錳鋼的性質可知，水韌處理後的高錳鋼不宜再受熱加工，因為高錳鋼在重新加熱到300℃～900℃範圍內，鋼中過飽和的碳會以碳化物的形式析出，尤其是在500℃～700℃範圍內較為突出。碳化物析出的形態有晶內彌散分布的細粒狀、粗粒狀，晶界連續、不連續或網狀。一般是受熱溫度越高，析出的速度越快。隨著受熱時間的延長，碳化物析出的數量也隨之增多。另外高錳鋼的線脹係數大，導熱係數小，溫度分布不均勻，所以焊接時會產生較大的焊接應力，給裂紋的產生提供了力學因素，促使了熱裂紋的形成。在焊接熱作用下會誘發形成應變ε—馬氏體，這些結果都會導致高錳鋼性能的惡化。單相奧氏體組織有較高的熱裂敏感性，在熱影響區容易誘發液化裂紋。考慮焊接接頭的耐磨性、抗疲勞性，具有冷作硬化的性能，以及在使用過程中碳和其它合金遷移等問題，所以高錳鋼的焊接不僅要選擇相應的焊接材料，而且還得採用相應的焊接工藝。目前國內外焊接或修復高錳鋼工件主要以手工電弧焊為主，焊接材料多使用高錳鋼堆焊焊條。目前我國現有的高錳鋼堆焊焊條型號有D256、D266、D276、D277、D286。但這些焊條只適用於高錳鋼的堆焊或修復，而且堆焊層的厚度不易太厚，否則會產生剝離起裂，不適用於高錳鋼工件之間的焊接。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高錳鋼焊接焊條及其焊接方法，它應具有焊條成份合理，價格便宜，電弧穩定，引弧容易，脫渣性好，飛濺少，不斷弧，電流適應範圍寬的特點；焊接工藝應具有操作簡單，焊接工藝易掌握，焊接效率高，生產成本低；焊接接頭應具有較高的耐腐蝕性，耐磨性，抗疲勞性，抗熱裂性好，強度、塑性和韌性高的特點。本發明的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、矽鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％，還含有微量其它合金元素，焊芯採用低碳優質鋼H08A。本發明的焊接方法是這樣的先將焊條置300-350℃保溫箱內烘乾1小時並保持溫度隨用隨取，採用直流焊機，反接極性，被焊接或修復部位用機械方法將表面打磨乾淨，使其無裂紋，無疲勞層，無氧化物及其它油、鏽等髒物，打磨時不能產生氧化膜，不得讓高錳鋼基體溫度超過250℃，焊接過程減少焊接熱輸入量，避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應力；為減少焊接熱輸入量可採用小規格的焊條，小的焊接電流，短弧焊接，不擺條的單道直線快速運條方式，短道斷續焊接；為避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，焊接過程中採用風冷或水冷的方式對焊縫和母材進行冷卻，焊後用水對焊縫和母材進行強制冷卻；為減少焊接應力，採用小焊縫、短焊道、分段焊、疊層焊、錯位逆向焊、多層焊，焊後錘擊。本發明重點解決了過去鐵路高錳鋼轍叉不能焊接和修復的問題，可將有缺陷、嚴重磨損的不合格或有裂紋、斷裂報廢的高錳鋼轍叉進行焊接或修復，廢品可再利用，降低了鐵路使用成本，節省資源和能源，經焊接修好的高錳鋼轍叉部位，其使用壽命能超過原轍叉的使用壽命。本發明還可對過去不能焊接或修復的高錳鋼廢件如礦山的挖掘機、粉碎機、坦克裝甲車輛的履帶、錘式破碎機械的錘頭、顎式破碎機齒板，球磨機補板以及高錳鋼和其它材質構件的異種鋼的焊接和修復。本發明具有焊條成份合理，價格便宜，電弧穩定，引弧容易，脫渣性好，飛濺少，不斷弧，電流適應範圍寬的優點；焊接工藝具有操作簡單，焊接工藝易掌握，焊接效率高，生產成本低；焊接接頭具有較高的耐腐蝕性，耐磨性，抗疲勞性，抗熱裂性好，強度、塑性和韌性高的優點。
具體實施方式
一本實施方式的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、矽鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％。焊芯是低碳優質鋼H08A。
具體實施方式
二本實施方式的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石22％、螢石16.5％、石英4％、鈦白粉3％、矽鐵3.5％、金屬錳30.5％、金屬鉻20.5％。焊芯是低碳優質鋼H08A。
具體實施方式
三本實施方式的焊接方法是這樣的先將焊條置300-350℃保溫箱內烘乾1小時並保持溫度隨用隨取，採用直流焊機，反接極性，被焊接或修復部位用機械方法將表面打磨乾淨，使其無裂紋，無疲勞層，無氧化物及其它油、鏽等髒物，打磨時不能產生氧化膜，不得讓高錳鋼基體溫度超過250℃，焊接過程減少焊接熱輸入量，避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應力。為減少焊接熱輸入量可採用小規格的焊條，小的焊接電流，短弧焊接，不擺條的單道直線快速運條方式，短道斷續焊接；為避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，焊接過程中採用風冷或水冷的方式對焊縫和母材進行冷卻，焊後用水對焊縫和母材進行強制冷卻；為減少焊接應力採用小焊縫、短焊道、分段焊、疊層焊、錯位逆向焊、多層焊，焊後錘擊。
權利要求
1.高錳鋼焊接焊條，其特徵在於電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、矽鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％；電焊條焊芯是低碳優質鋼H08A。
2.根據權利要求
1所述的高錳鋼焊接焊條，其特徵在於電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石22％、螢石16.5％、石英4％、鈦白粉3％、矽鐵3.5％、金屬錳30.5％、金屬鉻20.5％。
專利摘要
高錳鋼焊接焊條及其焊接方法，它涉及用於高錳鋼焊接焊條的組合物和焊接高錳鋼的焊接工藝。高錳鋼焊接的主要問題是在熱影響區產生碳化物的析出，產生熱裂紋，導致焊接接頭的破壞。關鍵技術是在焊接過程中抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。本發明的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配製而成大理石20%-25%、螢石15%-18%、石英4%-5%、鈦白粉2%-4%、矽鐵2%-5%、金屬錳30%-35%、金屬鉻20%-25%，焊芯是低碳優質鋼H08A。本發明的焊接方法焊接過程減少焊接熱輸入量，避免焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應力。本發明具有電流適應範圍寬，焊接工藝具有焊接工藝易掌握，焊接效率高的優點。
文檔編號B23K35/32GKCN1241711SQ03110941
公開日2006年2月15日 申請日期2003年1月22日
發明者郭面煥, 依慶祥, 張普慶 申請人:哈爾濱工業大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan