一种耐磨堆焊焊条药皮及含有该药皮的焊条的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种耐磨堆焊焊材，尤其是一种用于耐磨堆焊焊条的药皮及含有该药 皮的焊条，W及所述焊条的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在竹木炭、橡塑行业中挤压用的螺旋推进器，混泥±揽拌叶、衬板，抢累输送S管、 切割环W及石英粉、娃微粉制作中的娠磨盘、钩机斗齿等许多零部件的黑色金属表面，由于 受竹木屑、石灰、沙粒、铁屑、矿渣、橡塑颗粒、石英石颗粒物等坚硬物质的持久而剧烈的相 互挤压、娠磨的作用，导致严重的磨粒磨损和刮伤现象，致使运些零部件使用寿命大大缩 短，造成巨大的经济损失。人们采用各种方法来预防运种情况发生，比如对运些零部件表面 进行喷涂、热处理、镶嵌合金块、各种方法堆焊等，而采取高耐磨电焊条堆焊是种简单、通 用、价廉的工艺方法。运其中最关键的是选取焊材问题:碳化鹤焊材耐磨却价格高昂，高铭 合金焊材耐磨性却有限，而一般的模具焊材耐磨性就更差，唯有含碳化棚尤其高含量碳化 棚的焊材既高耐磨、价格又低廉，性价比高。
[0003] 可是，在采用高含量碳化棚(指药皮中含碳化棚14% W上的）焊材堆焊时，由于碳 化棚是种很硬却很脆的材料，经过焊接高溫、急冷后焊缝尤其多层堆焊缝时就非常容易脆 裂、剥离，从而导致焊缝及工件报废。碳化棚含量越高就越易发生此类现象;此外，高含量碳 化棚焊材焊接时，在烙融状态下，由于碳化棚烙点接近2500度，远高于手弧焊时的焊接烙池 和焊条端头烙滴的溫度(分别<1500度和2100度），多数碳化棚颗粒难W烙融，烙化系数很 低，导致药皮烙点高而套筒长，电弧不稳;而且，在烙池金属还未凝固时上浮过程中，因凝固 时间很短，那些未烙化的碳化棚颗粒来不及上浮就被固化在焊缝中形成夹渣和气孔，或者 引起焊缝表面严重粘渣，或者导致焊缝凹凸不平而成形不好。因此，本专利所需达到的目标 就是寻找解决W上问题的有效办法，实现所述焊条烙化快、兼顾抗脆性与耐磨性、性价比高 的效果。
[0004] 中国专利已公布的含10份W内的碳化棚的焊条或焊丝的发明专利有不少，比如专 利号 CN103358044A、CN103990920A、CN102371442A 和 CN104942463A 设及的都是药皮中低碳 化棚含量(分别为3-10份、5-7.5份、2-6份和3-9份）。运些专利中焊条的药皮其他主要成分 中，分别设及有高含量铭系合金(比如前两者分别为40-70份和35-57.5份)W及一定量的娃 酸盐系、鹤钢合金系、含铁合金组元和钢儀合金组元。而专利号CN102284806A设及的只是药 忍焊丝配方，又属于高棚铁基合金体系，并不含铭元素。由此可见，运些专利都不曾设及焊 条药皮中高含量碳化棚(14份W上)时的焊条烙化快、兼顾抗脆性与耐磨性、性价比等内容。
[0005] 在已公布的中国专利中，设及堆焊电焊条药皮含14份W上碳化棚的专利也仅有 CN1086471A一一药皮中含碳化棚25-50%。可是，正如上面所述那样，如此高的含量，使焊缝 金属存在高含量的高硬度、高脆性的各种棚化物，如B4(XHV3700)JeB化V1800-2000)、吐B 化V2100)，导致焊缝金属硬度高而脆性大，极易发生脆化裂纹，多层堆焊时就更加明显，甚 至出现焊缝金属剥离现象，从而导致焊缝及工件报废，碳化棚含量越高就越易发生此类现 象；同时，从焊条焊接特性一-焊接烙池溫度场(热循环）、烙滴过渡形式、烙池液体金属凝 固与流动方式(流体动力学状态)看，由于碳化棚的烙点高，如没有加入可W降低烙点的物 质，在如此高的碳化棚含量时就势必会导致药皮烙点会很高，烙化速度慢，烙滴中可烙的碳 化棚数量低，药皮套筒长，焊缝金属容易夹渣、粘渣、气孔等，唯有将药皮外径做到很小才能 克服运个问题。但因此也相应降低了烙敷效率，导致焊层堆高变薄，焊接生产效率低，对于 要较厚焊层时需多层施焊才可达到。可是多层堆焊时会导致焊缝金属进一步脆裂而影响使 用效果。由此可见，含过多的碳化棚时，焊接工艺不好掌握。因此，适当降低碳化棚含量有利 于克服运些问题。
[0006] 在提高堆焊条烙敷率方面，如专利CN101073861A，通过在药皮中加入大量的铁粉 (高达72%)来实现，可惜药皮中含碳化棚仅2-6%，烙敷效率很高，而焊缝硬度、耐磨性只有 在药皮外径增大时才能有较高值，比如W Φ4.0mm焊忍为例，药皮外径要达到Φ9.0mm;如减 少了将可能影响硬度和耐磨效果，因为在烙滴、烙池中大量铁粉烙融状态时会稀释碳化棚， 致使其浓度大大下降，导致硬度和耐磨性降低。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种烙点低、可提高焊条 抗脆性和耐磨性的高含量碳化棚焊条药皮。同时，本发明还提供了一种烙化快、可焊性好、 兼顾抗脆性和耐磨性的高含量碳化棚耐磨堆焊焊条W及所述焊条的制备方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种耐磨堆焊焊条药皮，所述药皮含 有W下质量百分含量的组分:碳化棚14-18%、雾化铁粉28 %、雾化娃铁0-6 %、高碳铭铁0- 41%、微碳铭铁0-33 %、妮铁0-20 %、钻粉0-8 %、石墨粉3-9 %、中碳儘铁0-4 %、饥铁0-4 %、 金属铭0-20 %。
[0009] 本发明所述耐磨堆焊焊条药皮，在其中加入了适量的铁粉和其他改善电弧、烙渣 特性的物质，从而提高药皮的导电性、导热性和发热量，使药皮烙点下降，焊条烙滴直径变 小，呈多滴状喷射过渡，焊条套筒变短，电弧稳定性得W改善；同时，增加了烙池中的烙融状 态的金属，推迟了烙池金属的凝固，提高了碳化棚的烙融效果和渣的上浮速度，从而净化了 焊缝金属，减少了气孔，有利于脱渣和成形，实现了焊接工艺性的改善。另一方面，由于烙 滴、烙池金属烙融状态时间长、数量多，激发了烙滴阶段、烙池液体时各种合金、化合物之间 的更多化学反应，与母材金属的烙合得W加强，确保了含较大量的、有效的碳化棚颗粒融入 焊缝金属中，焊缝与母材的金属间结合更加牢固，减少了焊缝开裂和剥离现象，使得可W在 焊条药皮中加入更多的碳化棚，实现比传统的同类焊条更耐磨、抗脆性更强的焊缝。
[0010] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述石墨粉为鱗状石墨。石 墨粉作为一种有效的碳组元过渡到焊缝金属中的主要物质，对焊缝金属硬度、耐磨性具有 重要作用；还对焊条引弧工艺性、生产涂压性能有明显改善。加入过低，上述作用减弱；过 多，又会导致药皮烙化过快，出现断弧、掉药皮、焊缝严重变脆的问题。经过大量试验得出， 本发明所确定的石墨含量在3-9 %范围为佳。
[0011] 本发明所述耐磨堆焊焊条药皮，主要用于焊忍材质为碳钢册8A的焊条。
[0012] 本发明所述耐磨堆焊焊条药皮含有娃铁、儘铁、饥铁、妮铁等时，能提高烙滴、烙池 脱氧效果等。
[0013] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮还含有W下质量百 分含量的组分:云母2-4%。本申请发明人发现，在所述药皮中加入适量的云母，能够改善焊 条涂压生产工艺性。
[0014] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述妮铁在所述药皮中的质 量百分含量为7-20 %，所述钻粉在所述药皮中的质量百分含量为5-8 %，所述饥铁在所述药 皮中的质量百分含量为2-4%。本申请发明人发现，当所述妮铁、钻粉和饥铁在如上所述的 质量百分范围时，随着含量的增加，焊条的耐磨效果、抗脆性等也随之提高。当然，此类情形 时制作成本相对较高，只适合于那些对焊缝金属耐磨性有首要要求、价格退为其次的用户， 如娠磨娃微粉、石英石粉、木炭挤压等行业的用户。
[0015] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有W下质量百分 含量的组分:碳化棚18%、雾化铁粉28%、雾化娃铁6%、高碳铭铁41 %、云母4%、石墨粉 3%。
[0016] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有W下质量百分 含量的组分:碳化棚16 %、雾化铁粉28%、云母2%、石墨粉7 %、妮铁20 %、金属铭20%、微碳 铭铁3 %、中碳儘铁4%。
[0017] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有W下质量百分 含量的组分:碳化棚14%、雾化铁粉28 %、微碳铭铁33 %、钻粉8%、云母4 %、石墨粉9 %、饥 铁4%。
[0018] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，碳化棚的质量 百分含量为14~18%。
[0019] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，雾化铁粉的质 量百分含量为28%。
[0020] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，石墨粉的质量 百分含量为3~9%。
[0021] 作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮要达到焊条高含量 碳化棚时仍具有可焊性好、烙化快、堆焊层金属耐磨效果优而又有一定的抗脆性的要求，所 述药皮中的成分需符合W下含量要求:碳化棚14-18 %、雾化铁粉28 %、铭总含量20-24%、 石墨粉3-9 %。
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