CN100339178C - 高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，其***内配以多种金属粉末构成粉芯，其组成重量比为：镍粉6～8，中碳锰铁8～10，45号硅铁9～12，高碳铬铁70～72，金属铬粉18～20，钼铁5～6，铝镁粉1.5～2.0，焊丝填充量为0.50～0.51。采用加入多种合金元素，特别加入适当硅铁、中碳锰铁、铝镁粉等技术方案，刷新了埋弧自动焊机必须加入焊剂和气体保护焊机必须加入保护气体才能进行堆焊的技术，解决了长期困扰并影响设备堆焊质量和使用寿命的综合性难题。使之具有熔敷金属耐磨耐腐蚀的同时，还具有较好的抗裂性和切削加工性，实现了无外加保护的直接堆焊，取得了明显的成效比。可广泛用于需要机械加工且耐磨耐腐蚀和抗裂性要求较高的零部件的堆焊。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属焊接材料，特别涉及一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝。
背景技术
目前，橡胶机械中密炼机的堆焊在国内外绝大部分厂家采用高铬铸铁材料，用渣保护或者用气保护进行堆焊，因为高铬铸铁材料具有好的耐磨性，同时具有一定耐腐蚀性能，仅个别厂家采用了其他一些材料堆焊，并针对密炼机中转子和半园筒体堆焊后加工的不同采用了不同材料。但是用通常的高铬铸铁材料进行堆焊需要气体保护，或焊剂保护，要消耗气和焊剂，且施焊时要多加装置，工作也不太方便，另一方面用高铬铸铁材料堆焊，不管是硬度高还是硬度低(HRC40～50)，均易产生裂纹，即使采用予热和堆焊过度层，仍然裂纹严重，密炼机工作时有掉块现象，这也是公认的困扰国内外专家进一步提高密炼机堆焊质量和寿命最棘手的难题之一，再者对于密炼机半园筒体和转子堆焊的要求也不同，转子堆焊后只需打磨，堆焊层硬度高一点好，而半园筒体的堆焊硬度并不要求太高，HRC40～50即可，但要求机械精加工。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，该焊丝具有自保护直接堆焊，而且还具有抗裂性优良，切削性好和高的耐磨耐腐蚀性能。
为解决上述任务，一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，以低碳钢带为外层***，且于***内配以多种金属粉末构成粉芯，该粉芯的组成(重量比)为：
镍粉 6～8 中碳锰铁 8～10
45号硅铁 9～12 高碳铬铁 70～72
金属铬粉 18～20 钼铁 5～6
铝镁粉 1.5～2.0 焊丝填充量 0.50～0.51
其进一步的措施还包括：加入纯碱 1.0
本发明的一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝的使用方法是这样实现的：使用埋弧自动焊机或各种气体保护焊机且不加任何焊剂和保护气体便可直接进行堆焊。
本发明采用于焊丝粉芯的组成中配以多种金属粉末特别是加入适当硅铁、中碳锰铁、铝镁粉等技术方案，刷新了埋弧自动焊机必须外加焊剂和气体保护焊机必须外加保护气体才能进行堆焊的技术，解决了长期困扰并影响设备堆焊质量和使用寿命的综合性难题。使本发明具有熔敷金属耐磨、耐腐蚀的同时，还具有较好的抗裂性和良好的切削加工性，较理想地实现了无外加保护气体和焊剂的直接堆焊，而且还去除了辅助装置，减少了辅助时间，操作更快捷方便，可多道多层连续堆焊效率高，可全位置施焊，能更好实现自动化，取得了明显的成效比。可广泛用于需要机械加工，且耐磨耐腐蚀，抗裂性要求较高的零部件的堆焊。
具体实施方式
本发明制作时按配比要求称粉，均匀混合后装入药芯焊丝成型机的布料器中，可给逐步轧制成型的药芯焊丝均匀上粉，再经过拉丝机进行拉拨成外径为φ3.2～φ4mm药芯焊丝。
实施例1：焊丝外层***为H08A钢带，钢带宽度为16mm、厚0.35mm。焊丝粉芯配方重量比为：镍粉6，中碳锰铁8，45号硅铁9，高碳铬铁70，金属铬粉20，钼铁5，铝镁粉2，配粉后均匀搅拌，上粉，成型焊丝，外径为φ3.8mm，填充量为0.50。采用埋弧自动焊机不加焊剂直接堆焊，堆焊电流选用400A，堆焊单道单层，试板为普通低碳钢板，尺寸为200×100×20mm，焊道长150mm，测试室温硬度为HRC47。到生产密炼机的工厂现场试焊，试焊设备为一般埋弧焊机且不加焊剂，工厂原采用CO2气体保护，试验结果得到工厂肯定，硬度符合工厂要求，抗裂性和施焊方式较工厂有大的突破。
实施例2：焊丝外层***为H08A钢带，钢带宽度为16mm、厚0.35mm。焊丝粉芯配方重量比为：镍粉8，中碳锰铁10，45号硅铁12，高碳铬铁72，金属铬粉18，钼铁6，铝镁粉1.5，另加入纯碱1.0，配粉后均匀搅拌，上粉，成型焊丝，外径为φ3.8mm，填充量为0.51。采用埋弧自动焊机不加焊剂直接堆焊，堆焊电流选用400A，堆焊单道单层，试板为普通低碳钢板，尺寸为200×100×20mm，焊道长150mm，测试室温硬度为HRC48。到生产钢厂支撑辊的厂家现场堆焊，堆焊设备为一般埋弧焊机不加焊剂，堆焊结果表明：硬度符合要求，堆焊层未出现裂纹。
为了实现熔敷金属的最优综合性能，在上述粉芯配方中各原材料的含量要求为：镍粉含镍量不低于99％，中碳锰铁含锰量75～80％，45号硅铁含硅量45％，高碳铬铁的含铬量为65％，金属铬粉含铬量不低于98％，钼铁含钼量为60％，纯碱为一般工业纯碱，铝镁粉为一般鞭炮原材料。上述配比中各原材料粉末全部过60目筛。
下面对本发明的相关技术方案的解决及机理作进一步描述：(1)堆焊保护。焊条焊丝通常所说的保护主要是排开空气中的氮和氧，对于耐磨堆焊来说，氮是可以不排除的，因为焊丝中往往加有其他许多合金元素，它可以与之形成氮化物硬质相，例如氮化铬，更有利于耐磨性。对于氧来说可参考CO2气体保护焊原理，CO2气体保护焊虽然排开了空气，但它本身有很大氧化性，是靠焊丝中加Si、Mn来脱氧的，本发明的焊丝中为此加入了适当的硅、锰。(2)引弧、稳弧。由于自动焊本身电流密度较大，在堆焊时如果再稍微增大一点电流(如本发明的Φ3.8mm药芯焊丝施焊电流为400A，而Φ4mm电焊条施焊电流一般为160～180A)，仅靠热电子发射已基本能引弧与稳弧。如果在焊丝中适当加入少量低电离电位物质或高发热物质元素，就完全达到顺利引弧和稳定燃烧的目的，这些物质并非通常所说的自保护药芯焊丝中所加入的物质。(3)焊道成型。由于本发明焊丝中加入了多种多量金属元素，故熔敷金属熔点较低，高温时熔融金属流动性较好，铁水铺得开，焊道平整成型美观。(4)气孔问题。不加任何保护裸体焊丝直接堆焊，熔敷金属内易于产生小气孔，通过调整熔池后期脱氧和降低熔化金属粘度能得到较好解决。(5)烟雾控制。由于本发明焊丝中最终没有加入石墨等发烟物质，烟雾得到了较好控制。(6)有关其他相关问题均为本领域技术人员的一般常识，在此不再描述。
Claims (3)
1、一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，以低碳钢带为外层***，且于***内配以多种金属粉末构成粉芯，该粉芯的组成(重量比)为：
镍粉 6～8 中碳锰铁 8～10
45号硅铁 9～12 高碳铬铁 70～72
金属铬粉 18～20 钼铁 5～6
铝镁粉 1.5～2.0 焊丝填充量 0.50～0.51
2、根据权利要求1所述的一种高铬铸铁自保护堆焊药芯焊丝，其特征在于所述粉芯的组成还包括：
纯碱 1.0
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