[發(fā)明專利]芯棒堆焊修復(fù)方法及芯棒堆焊層組織結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710556830.6
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN109226935B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡文彬;王心悅;高志明;田秋成
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K35/22;B23K35/30
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.芯棒堆焊修復(fù)方法，其特征在于，堆焊后試樣截面結(jié)構(gòu)由基體，打底層和耐磨層組成，其結(jié)合方式為冶金結(jié)合，其中，基體采用H13鋼；按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，對芯棒進(jìn)行超聲波探傷，除去芯棒表面的疲勞層及缺陷；

步驟2，使用藥芯焊絲對芯棒進(jìn)行打底層制備，藥芯焊絲的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C 0.05～0.10％、Si 0.45～0.70％、Mn 0.90～1.30％、Cr 13.00～18.00％、Mo 0.09～0.38％、V0.03～0.07％、Ni 0.75～1.30％，其余為鐵；預(yù)熱溫度確定為250～300℃，焊道層間溫度控制在200～250℃，焊絲直徑為1—1.5mm，焊接電流為100～150A，電弧電壓為15～30V，焊接速度為5—10mm/s，電源極性為直流反接；

步驟3，使用藥芯焊絲對芯棒進(jìn)行耐磨層制備，藥芯焊絲的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C 0.03～0.07％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.00～1.35％、Cr 9.50～13.50％、Mo 0.30～0.65％、V0.06～0.15％、Ni 1.15～1.80％，其余為鐵；預(yù)熱溫度確定為250～300℃，焊道層間溫度控制在200～250℃，焊絲直徑為1—1.5mm，焊接電流為100～150A，電弧電壓為15～30V，焊接速度為5—10mm/s，電源極性為直流反接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒堆焊修復(fù)方法，其特征在于，在步驟2中，藥芯焊絲的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C 0.06～0.08％、Si 0.50～0.70％、Mn 0.90～1.20％、Cr 15.00～18.00％、Mo 0.10～0.20％、V 0.04～0.07％、Ni 0.8～1.0％，其余為鐵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒堆焊修復(fù)方法，其特征在于，在步驟3中，藥芯焊絲的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.03～0.05％、Si0.40～0.60％、Mn1.0～1.2％、Cr 10～13％、Mo 0.40～0.60％、V 0.08～0.10％、Ni 1.2～1.60％，其余為鐵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒堆焊修復(fù)方法，其特征在于，在步驟2中，預(yù)熱溫度確定為260～280℃，焊道層間溫度控制在220～250℃，焊絲直徑為1.2—1.5mm，焊接電流為120～150A，電弧電壓為20～25V，焊接速度為5—10mm/s，電源極性為直流反接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒堆焊修復(fù)方法，其特征在于，在步驟3中，預(yù)熱溫度確定為260～280℃，焊道層間溫度控制在200～240℃，焊絲直徑為1.2—1.5mm，焊接電流為100～140A，電弧電壓為15～25V，焊接速度為5—10mm/s，電源極性為直流反接。

6.利用權(quán)利要求1所述的芯棒堆焊修復(fù)方法得到的芯棒堆焊層組織結(jié)構(gòu)，其特征在于，由基體，打底層和耐磨層組成，其結(jié)合方式為冶金結(jié)合，分為七個區(qū)域如下：

H13鋼基體即區(qū)域1的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.32～0.45％、Si 0.80～1.20％、Mn0.20～0.50％、Cr 4.75～5.50％、Mo 1.10～1.75％、V 0.80～1.20％，其余為Fe；H13鋼金相組織主要由鐵素體+珠光體+碳化物組成；

基體側(cè)熔合區(qū)即區(qū)域2的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.10～0.20％、Si 0.70～0.75％、Mn 0.50～1.00％、Cr 5.50～13.00％、Mo 0.50～1.05％、V 0.15～0.60％、Ni 0.85～0.95％，其余為Fe；基體側(cè)熔合區(qū)的組織特點為鐵素體+珠光體+局部聚集分布碳化物；

打底層側(cè)熔合區(qū)即區(qū)域3的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.08～0.15％、Si 0.60～0.75％、Mn 1.10～1.20％、Cr 13.00～16.00％、Mo 0.10～0.50％、V 0.06～0.30％、Ni0.85～1.00％，其余為Fe；打底層側(cè)熔合區(qū)由粗大的鐵素體+珠光體+下貝氏體+碳化物組成；

打底層即區(qū)域4的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.06～0.10％、Si 0.55～0.65％、Mn 1.00～1.15％、Cr 13.00～16.50％、Mo 0.14～0.30％、V 0.04～0.06％、Ni 0.90～1.20％，其余為Fe；打底層金相組織為粗大鐵素體+下貝氏體+碳化物；

打底層與耐磨層熔合區(qū)1即區(qū)域5的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.05～0.07％、Si 0.50～0.60％、Mn 1.10～1.30％、Cr 14.50～16.00％、Mo 0.10～0.35％、V 0.05～0.08％、Ni1.00～1.30％，其余為Fe；打底層與耐磨層熔合區(qū)1由鐵素體+回火索氏體+少量的碳化物組成；

打底層與耐磨層熔合區(qū)2即區(qū)域6的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.05～0.06％、Si 0.50～0.60％、Mn 1.10～1.30％、Cr 13.00～15.00％、Mo 0.30～0.50％、V 0.07～0.09％、Ni1.20～12.00％，其余為Fe；打底層與耐磨層熔合區(qū)2組織為粗大的馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體+碳化物；

耐磨層即區(qū)域7的元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，wt％：C 0.05～0.06％、Si 0.50～0.55％、Mn 1.15～1.30％、Cr 10.50～13.50％、Mo 0.35～0.50％、V 0.07～0.09％、Ni 1.25～1.60％，其余為Fe；耐磨層組織由細(xì)小針狀馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體+碳化物組成。