自保护药芯焊丝的制作方法

文档序号:11073936阅读:529来源:国知局

本发明属于焊接材料技术领域,具体涉及一种自保护药芯焊丝。



背景技术:

目前硬面堆焊材料主要分为三个方向:一种是手工电焊条类,一种是焊丝类,一种是带极焊带类,其中焊丝类堆焊材料又分为埋弧焊丝和自保护药芯焊丝。自保护药芯焊丝是一种不需要外加气体或焊剂保护,是一种高效、省料、低成本的药芯焊丝,高效:因其易于实现自动化、焊缝无熔渣,无清渣问题,可实现连续焊接;省料:因为药芯焊丝可节约25%左右的熔敷金属;低成本:因其不需要气体或焊剂保护,从而降低生产成本,但现在市场上的堆焊材料在室温环境下使用,堆焊面硬度值很难达到60HRC以上,在高温环境下使用时,由于材料容易发生高温蠕变,导致硬度降低,所以就更难达到较高的硬度值。



技术实现要素:

本发明提出一种自保护药芯焊丝,该药芯焊丝在室温及高温环境下都具有高硬度,可减少工件使用温度对材料的限制,扩大硬面材料的使用场合。

本发明的技术方案是这样实现的:

一种自保护药芯焊丝,包括钢带和焊药,焊药填充于钢带中,以焊药总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒5~10%、硅铁合金4~10%、石墨10~20%、中碳铬铁35~45%、钼铁10~20%、氮化硼3~6%与锰硅合金3~9%;所述焊药填充于钢带中的填充率为40~50%。

进一步,所述钼铁中含钼的量为40%~42%,所述硅铁合金中含硅的量为60~70%,所述锰硅合金中锰的含量为65~75%。

进一步,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒7%、硅铁合金6%、石墨18%、中碳铬铁40%、钼铁16%、氮化硼5%与锰硅合金8%;所述焊药填充于钢带中的填充率为42~49%。

进一步,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒5%、硅铁合金10%、石墨10%、中碳铬铁45%、钼铁20%、氮化硼3%与锰硅合金7%。

进一步,所述钢带为冷轧钢带,钢带为宽度16mm、厚度0.8mm的冷轧钢带,按重量百分比计,所述钢带中含有的化学成分如下:

碳:0.010~0.055%;锰:0.10~0.30%;硅:0~0.030%;磷:0~0.020%;硫:0~0.020%;铝:0~0.060%,余量为铁。

本发明在中碳铬铁的基础上面通过添加纳米TiO2颗粒与石墨一方面提高其耐高温性能,另一方面适和应用于600℃以下的耐高温应力磨料磨损和固体颗粒磨损的场合,特别适用于低冲击高磨耗(煤滚轮、鼓风煤罩、研碎机零件、高温除尘风扇叶片、高炉投料设备等)场合的硬面修补。

硅锰合金:其硅的含量为25%~35%,配方中加入适量的硅元素有助于改善焊缝成型。

纳米TiO2颗粒,可以细化晶粒,利于焊缝金属韧性的改善。

本发明的有益效果:

焊药采用中碳铬铁、纳米TiO2颗粒、硅铁合金、钼铁、锰硅合金、氮化硼与石墨等的混合物,并通过调节不同合金粉末之间的比例,使本发明满足在不同温度条件下都具有较高的硬度,无论是室温条件下,还是在高温(可高达600℃)条件下均有较高的硬度,从而扩大硬面材料的使用场合,减少了工件使用温度对材料的限制,减少焊接时需。

具体实施方式

本发明实施例钢带均为冷轧钢带,钢带为宽度16mm、厚度0.8mm的冷轧钢带,按重量百分比计,所述钢带中含有的化学成分如下:

碳:0.010~0.055%;锰:0.10~0.30%;硅:0~0.030%;磷:0~0.020%;硫:0~0.020%;铝:0~0.060%。

制造焊丝时,选用符合上述要求的冷轧钢带,将按不同成分比例配制的合金粉末充分混合均匀,通过送粉器将药粉包裹于钢带中,由挤压机挤压成圆棒状并控制其填充率为40~50%,再经拉拔机采用拉拔成型工艺,制成直径为φ2.0mm、φ2.4mm、φ2.8mm的自保护药芯焊丝产品。

实施例1

一种自保护药芯焊丝,包括钢带和焊药,焊药填充于钢带中,以焊药总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒5%、硅铁合金10%、石墨10%、中碳铬铁45%、钼铁20%、氮化硼3%与锰硅合金7%。

控制填充率为42%-45%,制成直径φ2.8mm的自保护焊丝。

采用该自保护焊丝由焊机进行焊接,施焊时采用堆焊电流为350-400A,电压30=35V,焊丝伸出长度45mm。

室温及600℃高温下熔敷金属的硬度值如下:室温下,硬度(HRC)为70;600℃高温下,硬度(HRC)为58。

实施例2

一种自保护药芯焊丝,包括钢带和焊药,焊药填充于钢带中,以焊药总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒7%、硅铁合金6%、石墨18%、中碳铬铁40%、钼铁16%、氮化硼5%与锰硅合金8%。

控制填充率为43%-47%,制成直径φ2.8mm的自保护焊丝。

采用该自保护焊丝由焊机进行焊接,施焊时采用堆焊电流为350-400A,电压30=35V,焊丝伸出长度45mm。

室温及600℃高温下熔敷金属的硬度值如下:室温下,硬度(HRC)为72;600℃高温下,硬度(HRC)为61。

实施例3

一种自保护药芯焊丝,包括钢带和焊药,焊药填充于钢带中,以焊药总重量为基准,按重量百分比计,所述焊药的成分如下:

纳米TiO2颗粒8%、硅铁合金8%、石墨14%、中碳铬铁40%、钼铁15%、氮化硼6%与锰硅合金9%;所述焊药填充于钢带中的填充率为43~48%。

采用该自保护焊丝由焊机进行焊接,施焊时采用堆焊电流为350-400A,电压30=35V,焊丝伸出长度45mm。

室温及600℃高温下熔敷金属的硬度值如下:室温下,硬度(HRC)为68;600℃高温下,硬度(HRC)为56。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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