錳鋼堆焊用特種電焊條的製作方法

2023-05-12 23:24:11

專利名稱：錳鋼堆焊用特種電焊條的製作方法
技術領域：
本發明屬於焊接材料，特別是指堆焊錳鋼用焊接材料。
含1.4～13％的錳鋼在機械、冶金、礦山等行業中廣泛應用。如礦山的礦石破碎機的破碎壁、軸、鍔板，採礦車的履帶板，燒結廠的粉碎機，發電廠的排煤機輪，線材廠的繞線輪等均為高錳鋼。據不完全統計，這些易磨損件僅鞍鋼每年就耗資近億元，全國使用高錳鋼的廠礦每年耗資顯然是十分巨大的。如能將報廢的高錳鋼部件加以修復，以舊頂新，則有重大的經濟意義。
目前，國內外用於耐磨部件高錳鋼的修復均不採用焊接方法。因為焊接高錳鋼需要焊條成分中含有大量鎳金屬，而鎳金屬的價格比較昂貴，從經濟角度來看比較不合算，因此耐磨錳鋼件使用到一定程度後就自動報廢。國內有些單位試圖用Mn、Cr、V等焊條對礦山用破碎機的破碎壁進行焊接修復，但結果不理想。有的單位試用噴塗法，用Ni-W-B-Si粉對錳鋼部件進行噴塗，以增加其耐磨性和強度，其結果不但成本很高，效果也不理想。
本發明的目的就是設計一種新型錳鋼堆焊焊條，它可以在錳鋼新品和舊品再生件上堆焊，其焊肉強度和耐磨性上趕上和超過錳鋼本體，且其和本體結合良好，不產生裂紋和其它缺陷。
本發明的錳鋼堆焊用電焊條的熔敷金屬的化學成分為(重量百分比)為C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，其餘為Fe。本發明焊條熔敷金屬加入高Mn是為了焊肉形成奧氏體以防止冷熱裂紋，經冷作硬化後形成馬氏體耐磨層。加入高Cr是為了形成高耐磨性能的碳化物質點，增強耐磨性。加入適量的Ni是為了提高焊縫的抗裂性。加入適量的B是為了細化晶粒，增加焊肉的強韌性。本發明焊條，為了使焊肉的S、P含量降到0.03％以下，在焊條的藥皮中加入強脫S、P元素Si-Ca合金和Re元素。其加入量(重量百分比)Si-Ca＝0.5～1.0；Re＝0.1～0.5。同時為了減少過熱和加強焊肉與本體結合強度在藥皮中加入了降低熔點元素Nd及B-Si粉，其加入量(重量百分比)為Nd＝0.1～0.5；B-Si粉＝0.5～1.0。
採用本發明焊條堆焊高錳鋼部件，在焊接時採用冷焊。在室溫≥10℃時，焊前不預熱，焊後不需熱處理；在室溫＜10℃下焊接時，可將焊件預熱到50～80℃，保溫1～1.5小時，焊件熱透，即可焊接；焊後將焊件用砂子或白灰埋上24小時後，可取出清理。
本發明焊條焊後的堆焊層的金相組織為奧氏體＋馬氏體＋彌散碳化物，堆焊層的硬度HRc≥20。
採用本發明設計出的新型錳鋼堆焊焊條具有焊接工藝簡單，焊肉強度高，耐磨性能高於本體耐磨性，且焊肉和本體結合牢固，不產生冷熱裂紋，使用時不脫落，修復後部件壽命甚至超過原件使用壽命，因此降低了生產成本，提高了企業的經濟效益。
下面是
具體實施例方式1.利用本發明焊條對鞍鋼一發電廠用廢排煤輪進行了修補堆焊。排煤輪材質為45Mn2，其化學成分為C＝0.42～0.49，Si＝0.34，Mn＝1.8，餘下為Fe。其焊條的熔敷金屬的成分(％)為C＝0.18，Si＝0.55，Mn＝13.2，Cr＝14.5，Ni＝1.5，B＝0.02，P＝0.030，S＝0.030，餘下為Fe，藥皮中Si-Ca合金含量為0.5，Re＝0.3，Nd＝0.5，B-Si粉為1.0。焊接時室溫20℃，採取冷焊，焊後沒有進行熱處理，用砂子埋24小時後取出。原一對新排煤輪使用一個月左右，現已使用半年上，提高使用壽命3倍以上。
2.用本發明焊條對鞍鋼鋼繩廠舊繞線輪進行堆焊。繞線輪的材質為50Mn2，其化學成分為(％)C＝0.52，Si＝0.32，Mn＝1.8，餘下為Fe。其焊條的熔敷金屬的成分(％)為C＝0.16，Si＝0.62，Mn＝12.8，Cr＝13.4，Ni＝1.8，B＝0.01，S＝0.025，P＝0.030，餘下為Fe。藥皮中Si-Ca合金含量為0.7，Re＝0.3，Nd＝0.4，B-Si粉為0.8。焊接時室溫2℃，此時將繞線輪預熱到70℃，保溫1.5小時，焊接時室溫控制在20℃以上，焊後用白灰埋24小時後取出。經過使用後測定，原繞線輪的磨損量達10mm/年，而用本發明焊條堆焊後的繞線輪的磨損量僅為2.5mm/年，其耐磨性能提高4倍。
3.本發明焊條對鞍鋼齊大山鐵礦的磨礦機破碎壁進行堆焊。破碎壁材質為M13，其化學成分為(％)C＝1.1，Mn＝13.0。本發明焊條熔敷金屬化學成分(％)為C＝0.21，Si＝0.45，Mn＝13.5，Cr＝12.8，Ni＝1.3，B＝0.1，S＝0.028，P＝0.030，餘下為Fe。藥皮中Si-Ca合金含量為0.7，Re＝0.2，Nd＝0.4，B-Si粉為0.9。焊接時室溫-5℃，焊接前將焊件預熱至72～75℃，保溫1.5小時，取出後在室溫20～25℃焊接，焊後用白灰埋24小時後取出。原破碎壁使用壽命為10天左右，現使用40天以上，其使用壽命提高4倍以上。
權利要求
1.一種錳鋼堆焊用電焊條，其特徵是它的熔敷金屬化學成分(重量百分比)為C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，餘下為Fe 。
2.如權利要求1所述的一種錳鋼堆焊用電焊條，其特徵是在焊條的藥皮中加入強脫磷硫元素和物質Si-Ca合金和Re元素，同時還加入減少過熱抗裂紋物質和元素B-Si粉和Nd，其加入量為(重量百分比)Si-Ca＝0.5～1.0；Re＝0.1～0.5；Nd＝0.1～0.5；B-Si粉＝0.5～1.0。
3.如權利要求1所述的一種錳鋼堆焊用電焊條，其特徵是它在焊接時採用冷焊，即在室溫≥10℃時，焊前不預熱，焊後不需熱處理；在室溫＜10℃下焊接時，可先將焊件預熱到50～80℃，保溫1～1.5小時焊件熱透，即可焊接；焊後的件用砂子或白灰埋24小時後，可取出清理。
全文摘要
一種錳鋼堆焊用電焊條，其熔敷金屬的化學成分(重量百分比)為C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，其餘為Fe，其藥皮中加入了強脫磷硫元素及抗裂紋元素Re、Si-Ca合金、Nd和B-Si粉，其加入量(重量百分比)為Re＝0.1～0.5；Si-Ca＝0.5～1.0；Nd＝0.1～0.5；B-Si＝0.5～1.0。這種焊條操作工藝簡單，可廣泛用於易磨損錳鋼件的修復。
文檔編號B23K35/36GK1125652SQ9411274
公開日1996年7月3日 申請日期1994年12月29日 優先權日1994年12月29日
發明者任萬祥, 鄭重儉, 高輝光, 翟曉莉 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所