CN102764940A - 埋弧焊药芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:该焊丝的药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石10~32%,硅锰合金5~15%,铁粉10~45%,镍粉2~15%,金属铬10~40%,铝镁合金2~15%,微碳铬铁5~15%。本发明具有耐磨损,耐腐蚀适用于连铸锟的堆焊,蒸气轮机部件,离心泵叶片焊接的优点。
Description
技术领域
本发明涉及金属焊接材料技术领域,具体涉及一种埋弧焊药芯焊丝。
背景技术
目前,连铸锟,蒸气轮机部件,离心泵叶片等是应用于机械设备中的、需要长期高速运转、并且和润滑油等接触的部件;这样就要求这些零部件具有高的耐磨损、耐腐蚀的性能。
但是,目前金属焊接材料技术领域还没有一种焊丝适合于连铸锟的堆焊,蒸气轮机部件、离心泵叶片等的焊接,以加强他们的耐磨损、耐腐蚀性能的埋弧焊药芯焊丝报道。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足,提供一种耐磨损,耐腐蚀适用于连铸锟的堆焊,蒸气轮机部件,离心泵叶片焊接的埋弧焊药芯焊丝。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种埋弧焊药芯焊丝,其药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石10~32%,硅锰合金5~15%,铁粉10~45%,镍粉2~15%,金属铬10~40%,铝镁合金2~15%,微碳铬铁5~15%。
作为优选,上述的埋弧焊药芯焊丝,其药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石20%,硅锰合金11%,铁粉20%,镍粉10%,金属铬20%,铝镁合金8%,微碳铬铁11%。
本发明上述的金红石要经过400~480℃烘烤后的金红石,以去除水分,从而减少或消除由于水分的存在而造成的焊接缺陷。
所述的镍粉、金属铬为经120~140℃烘烤并保温2~4小时自然冷却后的镍粉或金属铬
本发明上述的金属粉即镍粉、金属铬要经120~180℃烘烤并保温2~4小时自然冷却后使用的金属粉,以去除水分,从而减少或消除由于水分的存在而造成的焊接缺陷。
本发明上述的硅锰合金为其中各种元素满足下表1要求的市售硅锰合金:
表1本发明硅锰合金中各种元素限定要求
即本发明上述的硅锰合金为牌号FeMn68Si25,其中化学成分(wt%)为:Si 19.0~23.0wt%,Mn 63.0~72.0wt%,Cr≤1.2wt%,P≤0.10wt%,S≤0.040wt%。
本发明上述的铝镁合金为其中各种元素满足下表2要求的市售铝镁合金:
表2本发明铝镁合金中各种元素限定要求
本发明上述的铝镁合金为牌号FLM3,化学成分(wt%)为:Al47~53wt%,Al+Mg≥97.5wt%Fe≤0.4wt%。
本发明上述的微碳铬铁为其中各种元素满足下表3要求的市售微碳铬铁:
表3本发明微碳铬铁中各种元素限定要求
本发明上述的微碳铬铁为牌号HCr000,化学成分(wt%)为:Cr≥50wt%,C≤0.10wt%,Si≤2.0wt%P≤0.05wt%,S≤0.04wt%;或牌号HCr000Si,化学成分(wt%)为:Cr60~70wt%,C≤0.12wt%,Si 4.0~5.5wt%,P≤0.06wt%,S≤0.04wt%。
本发明上述的镍粉为其中各种元素满足下表4要求的市售镍粉:
表4本发明镍粉中各种元素限定要求
本发明上述的镍粉为牌号FNi-1,化学成分(wt%)为:Ni≥98wt%,C≤0.02wt%,P≤0.01wt%,S≤0.01wt%。
本发明上述的铁粉为其中各种元素满足下表5要求的市售铁粉:
表5本发明铁粉中各种元素限定要求
本发明上述的铁粉为牌号FHD100-25,化学成分(wt%)为:Fe≥98.0wt%,C≤0.05wt%,Si≤0.15wt%P≤0.01wt%,Mn≤0.4wt%,P≤0.02wt%,S≤0.02wt%,O≤1.0wt%。
本发明上述的金属铬为其中各种元素满足下表6要求的市售金属铬:
表6本发明金属铬中各种元素限定要求
本发明上述的金属铬为牌号JG99-A,化学成分(wt%)为:Cr≥98.5wt%,C≤0.03wt%,Si≤0.04wt%P≤0.01wt%,S≤0.02wt%,Al≤0.1wt%,Fe≤0.6wt%,Cu≤0.06wt%,O≤0.15wt%,N≤0.05wt%。
本发明上述的金红石为其中各种元素满足下表7要求的市售金红石:
表7本发明金红石中各种元素限定要求
本发明上述的金红石为牌号澳大利亚,化学成分(wt%)为:TiO2≥95.0wt%,FeO≤0.5wt%,S≤0.03wt%,P≤0.05wt%。
本发明用于包裹药芯粉的钢带满足下列要求:
1.采用碳钢带,该碳钢带的化学成分及力学性能满足下表8要求:
表8碳钢带的化学成分及力学性能
2.技术要求
A.适用标准
钢带公称厚度为0.50-0.80mm,公称宽度为900-1020mm药芯焊丝用冷轧钢带。
B.引用标准
Q/HYAQ01 冷连轧薄钢板及钢带
Q/HYAQ04 平整商品卷
Q/HYAQ10 钢板及钢带得包装、标志及质量证明
C.尺寸、外形、重量及允许偏差
D.厚度允许偏差应符合表9的规定
表9
钢带的其他尺寸允许偏差、外形要求符合Q/HYAQ01或Q/HYAQ04标准。
成品钢卷重量:
平整卷重量:6.0~10.0吨 目标卷重:8.0~10吨
冷轧卷重量:3.5~5.0吨 目标卷重:4.0~5.0吨
交货状态:
钢带经热处理(退火)、平整后交货,表面涂防锈油。
表面质量:
钢带表面不得有结疤、裂纹、夹杂、折叠和其他对使用有害的缺陷,钢不得有分层。
钢带表面允许有≤1/2厚度公差的轻微麻点、轻微划痕,允许有局部的氧化色。
反面允许有≤1/2厚度公差的小气泡和轧辊压痕,但应保证最小厚度。
钢带在连续生产的过程中,因对局部的表面缺陷不易发现并难以去除,因此,
钢带允许带缺陷交货,但有缺陷的部分不得超过每卷总长度的8%。
钢带的表面结构
粗糙度:Ra=0.50∽1.3υm,目标值:Ra=0.70∽1.0υm
检测规则和试验方法
钢带的检测规则和试验方法应符合Q/HYAQ01和Q/HYAQ04标准的规定。
本发明上述各种原料加入目的在于:
金红石:作为造渣剂使用,严格控制造渣剂的加入量,可以减薄焊后渣壳,有利于熔池中气体的逸出,减少气孔数量,提高焊丝的熔敷速度。
硅锰合金:配方中加入适量的硅元素有助于改善焊缝成型。
铁粉:铁粉的加入量增大可以有助于提高熔敷效率,减少在带底漆钢板上高速角焊时出现的气孔和凹坑的数量。
镍粉:向焊缝金属过度合金元素。
中碳锰铁:配方中加入适量的中碳锰铁有助于改善韧性和塑性。
镁铝合金:,配方中加入适量的镁铝合金有助于降低焊缝金属中的氧含量,利于焊缝金属韧性的改善。
上述药芯粉各个组分的粒径大小均满足可过80目筛,具体为:
合适的药芯粉颗粒有利于成分混合均匀;此外,粒径太大药芯粉在制备焊丝过程比较困难,而且,不易压实,在焊丝使用过程中组分不易充分利用;在焊接过程燃烧不充分,易产生大量污染气体,烟尘等,严重影响焊接工艺。
本发明上述埋弧焊药芯焊丝其制造工艺和步骤为现有技术,具体如下:
1.按配方比例配制本发明埋弧焊药芯焊丝的药芯粉,即将各组分混合均匀;
2.将钢带轧成U形,向U形槽中加入占焊丝总重33~37%的药芯粉;
3.采用成形机将U形槽合口,使药芯粉包裹其中,然后经过拉丝机逐道拉拔、减径,最后使焊丝的直径达到3.2mm,得到最终产品。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:
(1)本发明的埋孤药芯焊丝具有更高的堆焊速度和较大的工作效率,且焊接时焊件无凹坑、气孔。
(2)本发明的埋孤药芯焊丝在使用时,焊缝表面渣的产生量少、焊接无飞溅、焊缝成型好且焊接烟尘少。
(3)本发明的药芯焊丝在使用时,采用连续自动化焊接,不需要降低焊接速度提高了焊接效率,还可以根据焊接需要灵活的调整药芯粉的各个组分配比,使用更方便。
(4)使用本发明的药芯焊丝焊接后的连铸锟,蒸气轮机部件,离心泵叶片等,在使用过程具有较高的耐磨损和耐腐蚀性能。
附图说明
附图为本发明埋弧焊药芯焊丝的加工工艺流程图。
具体实施方式:
下面通过实施例进一步详细描述本发明,但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
选用钢带公称厚度为0.60mm,公称宽度为1000mm药芯焊丝用冷轧钢带,采用成型机将其轧制成U形槽。以1000克埋弧焊药芯焊丝为例:取金红石200克,硅锰合金110克,铁粉200克,镍粉100克,金属铬200克,铝镁合金80克,微碳铬铁110克。将所有原料加入混合机中混合45分钟,然后加入U形槽钢带中,填充率为35%;将U形槽合口,使得药芯粉包裹其中,然后经过拉丝机逐道拉拔、减径,最后使得焊丝的直径达到3.2mm。
1.试验方法:
(1)化学成分试验
将焊丝进行堆焊试板烧焊后,取中间位置焊材。通过直读光谱仪对所取的焊材进行化学成分光谱试验,设备所测出的成分值为试验值。
结果如表10所示:
(2)HRC检测
从每块堆焊试板上截取一正方体试样。硬度检测,测出HRC硬度值。结果见表11所示:
表11
从结果显示,本发明实施例1制备的样品主要技术指标符合GB/T17854-1999《埋孤焊药芯焊丝》要求。应用于上述连铸锟,蒸气轮机部件,离心泵叶片等的焊接,具有 良好的耐磨损和耐腐蚀性能。
实施例2
选用钢带公称厚度为0.50mm,公称宽度为900mm药芯焊丝用冷轧钢带,采用成型机将其轧制成U形槽。以1000克埋弧焊药芯焊丝为例:取金红石150克,硅锰合金50克,铁粉350克,镍粉100克,金属铬150克,铝镁合金120克,微碳铬铁80克。将所有原料加入混合机中混合45分钟,然后加入U形槽钢带中,填充率为37%;将U形槽合口,使得药芯粉包裹其中,然后经过拉丝机逐道拉拔、减径,最后使得焊丝的直径达到3.2mm。
实施例3
选用钢带公称厚度为0.80mm,公称宽度为1020mm药芯焊丝用冷轧钢带,采用成型机将其轧制成U形槽。以1000克埋弧焊药芯焊丝为例:取金红石250克,硅锰合金50克,铁粉150克,镍粉150克,金属铬150克,铝镁合金100克,微碳铬铁150克。将所有原料加入混合机中混合45分钟,然后加入U形槽钢带中,填充率为37%;将U形槽合口,使得药芯粉包裹其中,然后经过拉丝机逐道拉拔、减径,最后使得焊丝的直径达到3.2mm。
Claims (10)
1.一种埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:该焊丝的药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石10~32%,硅锰合金5~15%,铁粉10~45%,镍粉2~15%,金属铬10~40%,铝镁合金2~15%,微碳铬铁5~15%。
2.根据权利要求1所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:该焊丝的药芯粉由以下重量百分比的各组分混合而成:金红石20%,硅锰合金11%,铁粉20%,镍粉10%,金属铬20%,铝镁合金8%,微碳铬铁11%。
3.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的金红石为经过400~480℃烘烤后的金红石;所述的镍粉、金属铬为经120~140℃烘烤并保温2~4小时自然冷却后的镍粉或金属铬。
4.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的硅锰合金为其中各种元素满足下述要求的市售硅锰合金:硅锰合金为牌号FeMn68Si25,其中化学成分(wt%)为:Si 19.0~23.0wt%,Mn 63.0~72.0wt%,Cr≤1.2wt%,P≤0.10wt%,S≤0.040wt%。
5.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的铝镁合金为其中各种元素满足下述要求的市售铝镁合金:铝镁合金为牌号FLM3,化学成分(wt%)为:Al47~53wt%,Al+Mg≥97.5wt%,Fe≤0.4wt%。
6.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的微碳铬铁为其中各种元素满足下述要求的市售微碳铬铁:牌号HCr000,化学成分(wt%)为:Cr≥50wt%,C≤0.10wt%,Si≤2.0wt%,P≤0.05wt%,S≤0.04wt%;或牌号HCr000Si,化学成分(wt%)为:Cr 60~70wt%,C≤0.12wt%,Si 4.0~5.5wt%,P≤0.06wt%,S≤0.04wt%。
7.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的镍粉为其中各种元素满足下述要求的市售镍粉:牌号FNi-1,化学成分(wt%)为:Ni≥98wt%,C≤0.02wt%,P≤0.01wt%,S≤0.01wt%。
8.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的铁粉为其中各种元素满足下述要求的市售铁粉:牌号FHD100-25,化学成分(wt%)为:Fe≥98.0wt%,C≤0.05wt%,Si≤0.15wt%,P≤0.01wt%,Mn≤0.4wt%,P≤0.02wt%,S≤0.02wt%,O≤1.0wt%。
9.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的金属铬为其中各种元素满足下述要求的市售金属铬:牌号JG99-A,化学成分(wt%)为:Cr≥98.5wt%,C≤0.03wt%,Si≤0.04wt%,P≤0.01wt%,S≤0.02wt%,Al≤0.1wt%,Fe≤0.6wt%,Cu≤0.06wt%,O≤0.15wt%,N≤0.05wt%。
10.根据权利要求1或2所述的埋弧焊药芯焊丝,其特征在于:所述的金红石为其中各种元素满足下述要求的市售金红石:牌号澳大利亚,化学成分(wt%)为:TiO2≥95.0wt%,FeO≤0.5wt%,S≤0.03wt%,P≤0.05wt%。
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