专利名称：一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条及其焊接方法
技术领域：
本发明涉及焊接材料，更具体涉及Co—W系列硬质合金与普通钢 件或铸钢件之间焊接的焊接材料及其焊接方法。
背景技术：
钢铁公司的炼铁高炉在放铁水时需用钻头钻穿炉壁，让铁炉在规 定的时间内及进开口、放出铁水，确保安全，钻头工作时是高速的旋 转与冲击，外加炉壁的温度，要求钻头在50(TC 60(TC条件下仍能 正常的工作。传统的铁炉开口用钻头采用钢件做钻头本体，在钻头尖 端工作部位用钎焊方式将硬质合金片镶嵌钻头本体尖端部位，钎焊采 用的钎料主要是铜粉、铅粉等低熔点金属，采用高频加热，利用熔 化的钎料将硬质合金片镶嵌钻头本体尖端部，在高炉开口过程中，钻 头受冲击、挤压和高速旋转，并且炉壁越往深处温度越高，钻头工作 时温度是越来越高， 一旦达到填充金属的熔化的温度，硬质合金片就 脱落，铁炉开口过程中会多次更换钻头，导致生产过程中增加了危险， 且效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能将Co—W系列硬质合金片与普通钢 件或铸钢件之间良好焊接的焊接焊条。
本发明一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于焊条 的药皮成分按重量份为W: 50 53， CaCO" 24 27， CaF" 9 12，Ti02: 2 4， Si02: 2 4， C: 2 4，稀土 1.5，其余为铁粉。
上述焊条的焊接方法为焊前将钢件在箱式加热炉中预热至400°C 一450。C，焊前15分钟将硬质合金置于炉中预热至25(TC—30(TC， 采用普通直流焊机，焊接电流为120A 140A，焊后立刻将焊接件置 于30(TC左右的保温箱中保温，保温箱不用加温，利用工件的余热即 可保温，工件在保温箱中自然冷却到直至室温取出。
上述焊条采用水玻璃作粘结剂，用现有通用的电焊条生产设备及 工艺方法将已制成的涂料压制在H08E焊丝上，经过烘焙即得成品。
上述焊条的熔敷金属化学成分按重量份为Fe: 81.70 81.40， W: 18. 1 17.43， Mn: 0. 69 0. 84， C: 0 0. 20， Si: 0 0. 020， S: 0 0. 015， P: 0 0. 020。
上述的碳酸盐为CaC03或BaC03或两者的混合物。
上述的C为石墨。
上述的稀土主要成分为钇与镧。
本发明的技术方案是采用CaO-CaF2-Si02-Ti02型碱性渣系。碱性 熔渣能有效减少焊缝金属的非金属夹杂物并具有脱硫作用，显著提高 焊缝金属的韧性。CaC03配比小时，造气不足，恶化韧性；配比大时， 熔渣较粘、飞溅增大和成型不良。CaF2配比小时，去氢能力不足；配 比大时，熔渣过稀。Si02与Ti02起造渣作用，配比小时，熔渣流动 性不良，成型变差；配比大时，脱渣困难。W配比小时，强度不够， 配比大时，对悍接性能及熔焊区的金属性能没有良好改善；石墨粉在 熔焊中与W形成WC，提高焊接区的红硬性及耐磨性能，其比例大时则易在中熔焊金属中残留，严重影响熔焊金属的强度，比例小时则
熔焊金属中形成的WC不够，熔焊金属的红硬性及强度降低；稀土的
加入可以获得除硫和净化晶界的效果，并可改善焊缝的韧性。 具体而言本发明具有如下有益效果
1、 本发明熔焊金属在500 600。C温度下具有红硬性及耐性，解 决了应用在高温中的合金和钢之间的焊接问题；
2、 本发明焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
图1使用本发明硬质合金刀刃与焊接焊缝部位的低倍形态；
图2使用本发明刀刃部位的组织形态，图中Co W下方标注数字为刀
刃部位CoW的成份(Wt%);
图3使用本发明焊接焊缝部位图1中1区的高倍组织形态，图中Mn、
Fe、 W下方标注数字为1区的Mn Fe W的成份(Wt%);
图4使用本发明焊接焊缝部位图1中2区的高倍组织形态，图中Mn、
Fe、 W下方标注数字为2区的Mn、 Fe、 W的成份(Wt%);
图5使用本发明焊接焊缝部位图1中3区的组织形态，图中Mn、Fe 、
W下方标注数字为3区的Mn、 Fe、 W的成份(Wt%);
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述 实施例一
按照本发明的药皮成分范围，配制焊条，按重量份具体配方为
W: 51， C: 3， CaC03: 24， CaF2: 11， Si02: 3， Ti02: 3，稀土1.5，铁粉3.5。通过在40SiMn的铸钢钻头本体与硬质合金片上施 焊，将硬质合金片与铸钢件钻头本体焊接，熔焊后的焊缝微观形态见 图1 图5。 实施例二
按照本发明的药皮成分范围，配制焊条，按重量份具体配方为
W: 52， C: 2， CaCOr. 27， CaF2: 9， Si02: 4， Ti02: 3，稀土
1.5，铁粉1.5。
实施例三
将上述焊条在40SiMn的铸钢钻头本体与硬质合金片上施焊，其 焊接方法为焊前将钢件在箱式加热炉中预热至40(TC—45(TC，焊前 15分钟将硬质合金置于炉中预热至250°C—300°C，采用普通直流焊 机，焊接电流为120A 140A，焊后立刻将焊接件置于30(TC左右的 保温箱中，利用工件的余热即可保温，工件在保温箱中自然冷却到直 至室温取出。能将硬质合金片与铸钢件钻头本体焊接，焊接时对钻具 裤体(刀体)的机加工要求不高，焊接部位甚至可以一次性的铸造成 形，熔焊金属在500 60(TC温度下具有红硬性及耐性，且本焊条焊 接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
权利要求
1.一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于焊条的药皮成分按重量份为W50～53，碳酸盐24～27，CaF29～12，TiO22～4，SiO22～4，C2～4，稀土1.5，其余为铁粉。
2. 根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其 特征在于所述的焊条使用方法为焊前将钢件在箱式加热炉中预热至40(TC—45(TC，焊前15分钟将硬质合金片置于炉中预热 至25(TC—30(TC，采用普通直流焊机，焊接电流为120A 140A， 焊接后将焊接件置于30(TC左右的保温箱中保温，保温箱不用加 温，利用工件的余热即可保温，工件在保温箱中自然冷却到直至 室温取出。
3. 根据权利要求1或2所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条， 其特征在于所述焊条采用水玻璃作粘结剂，压制在H08E焊丝上。
4. 根据权利要求3所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于所述焊条的熔敷金属化学成分按重量份为Fe: 81. 70 81.40， W: 18. 1 17. 43， Mn: 0. 69 0. 84, C: 0 0. 20， Si: 0 0.020， S: 0 0.015， P: 0 0.020。
5. 根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其 特征在于所述的碳酸盐为CaC03或BaC03或两者的混合物。
6. 根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其 特征在于所述的C为石墨。
7. 根据权利要求1所述的一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条，其特征在于所述的稀土主要成分为钇与镧。
全文摘要
本发明一种用于焊接硬质合金与钢件的焊条及其焊接方法，属于焊接材料领域。其特征在于焊条的药皮成分按重量份为W50～53，CaCO<sub>3</sub>24～27，CaF<sub>2</sub>9～12，TiO<sub>2</sub>2～4，SiO<sub>2</sub>2～4，C2～4，稀土1.5，其余为铁粉。本发明熔焊金属在500~600℃温度下具有红硬性及耐性，解决了应用在高温中的合金和钢之间的焊接问题，焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定、成型美观。
文档编号B23K35/12GK101585117SQ200910062659
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者军 吴, 重 李 申请人:武汉船用机械有限责任公司