专利名称:高锰钢焊接焊条及其焊接方法
技术领域：
本发明涉及用于高锰钢焊接焊条的组合物和焊接高锰钢的焊接工艺。
背景技术：
被焊材料高锰钢是指含碳量为0.4％～1.3％和含锰量为11％～14％的铸钢。也称Hadfield钢。高锰钢焊接的最主要问题是在热影响区产生碳化物的析出，从而引起热裂纹的产生，导致焊接接头的破坏。所以最关键的技术是在焊接过程中如何抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。根据高锰钢的性质可知，水韧处理后的高锰钢不宜再受热加工，因为高锰钢在重新加热到300℃～900℃范围内，钢中过饱和的碳会以碳化物的形式析出，尤其是在500℃～700℃范围内较为突出。碳化物析出的形态有晶内弥散分布的细粒状、粗粒状，晶界连续、不连续或网状。一般是受热温度越高，析出的速度越快。随着受热时间的延长，碳化物析出的数量也随之增多。另外高锰钢的线胀系数大，导热系数小，温度分布不均匀，所以焊接时会产生较大的焊接应力，给裂纹的产生提供了力学因素，促使了热裂纹的形成。在焊接热作用下会诱发形成应变ε—马氏体，这些结果都会导致高锰钢性能的恶化。单相奥氏体组织有较高的热裂敏感性，在热影响区容易诱发液化裂纹。考虑焊接接头的耐磨性、抗疲劳性，具有冷作硬化的性能，以及在使用过程中碳和其它合金迁移等问题，所以高锰钢的焊接不仅要选择相应的焊接材料，而且还得采用相应的焊接工艺。目前国内外焊接或修复高锰钢工件主要以手工电弧焊为主，焊接材料多使用高锰钢堆焊焊条。目前我国现有的高锰钢堆焊焊条型号有D256、D266、D276、D277、D286。但这些焊条只适用于高锰钢的堆焊或修复，而且堆焊层的厚度不易太厚，否则会产生剥离起裂，不适用于高锰钢工件之间的焊接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高锰钢焊接焊条及其焊接方法，它应具有焊条成份合理，价格便宜，电弧稳定，引弧容易，脱渣性好，飞溅少，不断弧，电流适应范围宽的特点；焊接工艺应具有操作简单，焊接工艺易掌握，焊接效率高，生产成本低；焊接接头应具有较高的耐腐蚀性，耐磨性，抗疲劳性，抗热裂性好，强度、塑性和韧性高的特点。本发明的电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、萤石15％-18％、石英4％-5％、钛白粉2％-4％、硅铁2％-5％、金属锰30％-35％、金属铬20％-25％，还含有微量其它合金元素，焊芯采用低碳优质钢H08A。本发明的焊接方法是这样的先将焊条置300-350℃保温箱内烘干1小时并保持温度随用随取，采用直流焊机，反接极性，被焊接或修复部位用机械方法将表面打磨干净，使其无裂纹，无疲劳层，无氧化物及其它油、锈等脏物，打磨时不能产生氧化膜，不得让高锰钢基体温度超过250℃，焊接过程减少焊接热输入量，避免高锰钢焊接件在300-900℃高温停留时间过长，减少焊接应力；为减少焊接热输入量可采用小规格的焊条，小的焊接电流，短弧焊接，不摆条的单道直线快速运条方式，短道断续焊接；为避免高锰钢焊接件在300-900℃高温停留时间过长，焊接过程中采用风冷或水冷的方式对焊缝和母材进行冷却，焊后用水对焊缝和母材进行强制冷却；为减少焊接应力，采用小焊缝、短焊道、分段焊、叠层焊、错位逆向焊、多层焊，焊后锤击。本发明重点解决了过去铁路高锰钢辙叉不能焊接和修复的问题，可将有缺陷、严重磨损的不合格或有裂纹、断裂报废的高锰钢辙叉进行焊接或修复，废品可再利用，降低了铁路使用成本，节省资源和能源，经焊接修好的高锰钢辙叉部位，其使用寿命能超过原辙叉的使用寿命。本发明还可对过去不能焊接或修复的高锰钢废件如矿山的挖掘机、粉碎机、坦克装甲车辆的履带、锤式破碎机械的锤头、腭式破碎机齿板，球磨机补板以及高锰钢和其它材质构件的异种钢的焊接和修复。本发明具有焊条成份合理，价格便宜，电弧稳定，引弧容易，脱渣性好，飞溅少，不断弧，电流适应范围宽的优点；焊接工艺具有操作简单，焊接工艺易掌握，焊接效率高，生产成本低；焊接接头具有较高的耐腐蚀性，耐磨性，抗疲劳性，抗热裂性好，强度、塑性和韧性高的优点。
具体实施方式
一本实施方式的电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、萤石15％-18％、石英4％-5％、钛白粉2％-4％、硅铁2％-5％、金属锰30％-35％、金属铬20％-25％。焊芯是低碳优质钢H08A。
具体实施方式
二本实施方式的电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石22％、萤石16.5％、石英4％、钛白粉3％、硅铁3.5％、金属锰30.5％、金属铬20.5％。焊芯是低碳优质钢H08A。
具体实施方式
三本实施方式的焊接方法是这样的先将焊条置300-350℃保温箱内烘干1小时并保持温度随用随取，采用直流焊机，反接极性，被焊接或修复部位用机械方法将表面打磨干净，使其无裂纹，无疲劳层，无氧化物及其它油、锈等脏物，打磨时不能产生氧化膜，不得让高锰钢基体温度超过250℃，焊接过程减少焊接热输入量，避免高锰钢焊接件在300-900℃高温停留时间过长，减少焊接应力。为减少焊接热输入量可采用小规格的焊条，小的焊接电流，短弧焊接，不摆条的单道直线快速运条方式，短道断续焊接；为避免高锰钢焊接件在300-900℃高温停留时间过长，焊接过程中采用风冷或水冷的方式对焊缝和母材进行冷却，焊后用水对焊缝和母材进行强制冷却；为减少焊接应力采用小焊缝、短焊道、分段焊、叠层焊、错位逆向焊、多层焊，焊后锤击。
权利要求
1.高锰钢焊接焊条，其特征在于电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、萤石15％-18％、石英4％-5％、钛白粉2％-4％、硅铁2％-5％、金属锰30％-35％、金属铬20％-25％；电焊条焊芯是低碳优质钢H08A。
2.根据权利要求
1所述的高锰钢焊接焊条，其特征在于电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石22％、萤石16.5％、石英4％、钛白粉3％、硅铁3.5％、金属锰30.5％、金属铬20.5％。
专利摘要
高锰钢焊接焊条及其焊接方法，它涉及用于高锰钢焊接焊条的组合物和焊接高锰钢的焊接工艺。高锰钢焊接的主要问题是在热影响区产生碳化物的析出，产生热裂纹，导致焊接接头的破坏。关键技术是在焊接过程中抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。本发明的电焊条药皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20%-25%、萤石15%-18%、石英4%-5%、钛白粉2%-4%、硅铁2%-5%、金属锰30%-35%、金属铬20%-25%，焊芯是低碳优质钢H08A。本发明的焊接方法焊接过程减少焊接热输入量，避免焊接件在300-900℃高温停留时间过长，减少焊接应力。本发明具有电流适应范围宽，焊接工艺具有焊接工艺易掌握，焊接效率高的优点。
文档编号B23K35/32GKCN1241711SQ03110941
公开日2006年2月15日 申请日期2003年1月22日
发明者郭面焕, 依庆祥, 张普庆 申请人:哈尔滨工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan