[發明專利]一種超低氣孔敏感性的堆焊用無渣自保護藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201410031848.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103785971A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉大雙;魏萍;黎文航;王儉辛
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明屬于材料加工工程中的焊接領域，具體地涉及一種超低氣孔敏感性的堆焊用無渣自保護藥芯焊絲。

背景技術

在礦山、冶金、建材、發電、煤炭、水泥等國民生產的各個領域，均存在零部件的嚴重磨損問題，甚至造成零部件過早失效，必須要及時停機維修或更換。作為綠色再制造技術的重要組成部分，堆焊經過近二十年的發展和應用，正日益成為磨損件的修復或再制造的主要手段，并受到國內外學者的廣泛關注。目前，對于耐磨堆焊材料的研究，國內已公開的專利主要集中在其耐磨性能方面，如北京工業大學的《高硬度高耐磨自保護堆焊藥芯焊絲》(03153132.6)、湘潭大學的《高鉻鑄鐵自保護堆焊藥芯焊絲及其使用方法》(200510031856.6)、燕山大學的《稀土型高鉻鑄鐵明弧自保護藥芯焊絲》(201010584319.5)等。

然而，不能忽略的是，目前堆焊材料及技術仍然存在以下問題：

(1)從堆焊材料而言，國內依然主要以手工焊條電弧焊和氣體藥芯焊絲保護焊為主。自保護藥芯焊絲具有堆敷效率高、自動化程度高的優點，正成為21世紀最有前景的堆焊材料之一。但是在沒有外加輔助氣體或焊劑的情況下，自保護藥芯焊絲藥芯組分需要通過化學冶金達到良好的自保護效果，并在隨后的物理冶金過程中形成堆焊金屬，因此往往具有較強的氣孔生成傾向。由于開發難度較大，目前國內尚無成熟的自保護藥芯焊絲生成廠家。

(2)堆焊實踐發現，現場作業，零部件表面易污，極易成為焊接氣孔的誘因，造成在線修復時的困難。當前的處理辦法是通過工藝手段去除油污。如華北電力大學的《用于磨輥、磨盤防磨的粉芯焊絲及其熔覆方法》(201010122146.5)等。以上兩個問題歸根結底是氣孔敏感性難題尚未得到有效解決。氣孔的出現會降低堆焊面的有效耐磨面積，同時由于堆焊金屬中O、H、N等含量較高，惡化韌性，從而易致裂紋和剝落。如果能夠通過調整藥芯組分的方法，來降低氣孔敏感性從而克服油污不利影響，同時提高堆焊金屬韌性，這對于簡化在線修復工藝，省時省力，并進一步提高堆焊金屬耐磨性，具有十分重要的現實意義，但是目前鮮見該方面的報道。

發明內容

發明目的：為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種利用氧化產物CO沸騰熔池以降低氣孔敏感性的超低氣孔敏感性的堆焊用無渣自保護藥芯焊絲。

技術內容：為實現上述技術目的，本發明提出一種超低氣孔敏感性的堆焊用無渣自保護藥芯焊絲，包括低碳鋼帶和藥芯，藥芯填充于鋼帶中，所述的藥芯包含如下質量百分比的組分：40～60％的高碳鉻鐵、4～8％的錳粉、1～3％的鈦鐵、6～15％的石墨、3～6％的鋁粉、3～6％的鎂粉、2～6％的硅鐵、1～5％的硼鐵、1～4％的鋯鐵、2～8％的鉬鐵以及2～4％的釩鐵，余量為鐵粉；且滿足：11％≤高碳鉻鐵質量百分數×(9～10)％+石墨質量百分數≤19％，此時可以提供足夠的C源，產生足夠的CO氣體；又不至于造成過大的飛濺或惡化焊縫成形，藥芯占焊絲總重量的比例為47～52％。

優選地，所述的高鉻鑄鐵含碳量為9～10wt％，含鉻量為60～70wt％，其余為鐵；所述的鈦鐵含鈦量為28～32wt％，其余為鐵；所述的硅鐵含硅量為72～80wt％，其余為鐵；所述的硼鐵含硼量為19～25wt％，其余為鐵；所述的鋯鐵含鋯量為40～60wt％，其余為鐵；所述的鉬鐵含鉬量為65～75wt％，其余為鐵；所述的釩鐵含釩量為35～50wt％，其余為鐵。

優選地，所述藥芯的所有組分的粒徑大于或等于80目。

優選地，所述低碳鋼帶為H08A碳鋼鋼帶。

所述低碳鋼帶的厚度×寬度可以為0.3×16mm或0.4×18mm或0.5×21mm。

所述焊絲的直徑可以為2.40mm、2.60mm、2.85mm、3.15mm、3.45mm、3.80mm和4.10mm中的任意一種。

上述超低氣孔敏感性的堆焊用無渣自保護藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

(1)利用成型軋輥將低碳鋼鋼帶軋成U形，然后通過送粉裝置將配方量的藥芯組分按焊絲總重的47～52％加入到U形槽中；

(2)將U形槽合口，使藥芯包裹其中，通過拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到2.40～4.10mm，得到最終產品。

其中，藥芯中主要成分作用如下：