[發明專利]一種多元素鋼帶制備無渣自保護藥芯焊絲的方法

在審

• 申請號: 201811045976.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108907507A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 初雅杰;閆洪振;喬海林
• 申請（專利權）人: 南京工程學院;江蘇維特高科焊業有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40;B23K35/368
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

本發明公開了一種多元素鋼帶制備無渣自保護藥芯焊絲的方法，屬于材料加工工程焊接技術領域。由多元素鋼帶和藥芯組成。多元素鋼帶主要由Fe和Cr元素構成，其中Cr含量為10?20％。藥芯成分按質量百分數為：高鉻鑄鐵15?30％、鈦鐵10?15％、釩鐵1?5％、錳鐵5?15％、硅鐵5?10％、礦物質(CaF₂?BaF₂)10?25％，余量為鐵粉，藥芯占焊絲總重量的40?50％。其中錳鐵質量百分比不低于硅鐵質量百分比；CaF₂質量百分比不低于BaF₂質量百分比。本發明提供的藥芯焊絲，在堆焊過程中彌散析出碳化物和氮化物，提高復合板的耐磨性和硬度，同時在熔池表面產生稀薄的氟氣，保護熔池。具有成本低廉，熔覆層均勻無渣，多層堆焊無需清渣。

技術領域

本發明屬于材料加工工程焊接技術領域，具體涉及一種多元素鋼帶制備無渣自保護藥芯焊絲的方法。

背景技術

耐磨復合鋼板在普通碳鋼表面利用堆焊(熔焊)技術，復合一層高耐磨合金，是一種性能優良、性價比高的復合鋼板，也稱為耐磨復合板。由于耐磨復合板具有高耐磨性(其耐磨性高于低碳鋼20倍、高錳鋼10倍、工具鋼10倍)、良好的耐沖擊性和高的性價比，應用范圍越來越廣，使用量不斷增加。耐磨復合板目前有四種制造方式：實芯焊絲堆焊、預制粉堆焊、自保護藥芯焊帶堆焊、自保護藥芯焊絲堆焊。①實芯焊絲堆焊，該方法優點是熔敷效率較高,但缺點是應力釋放緩慢，焊層易產生集中且較大的裂紋；②預制粉堆焊，該方法由于工序及相關設備復雜,加工效率難以提高；③自保護藥芯焊帶堆焊,目前巴頓電焊研究所采用此工藝制造大面積耐磨復合板。該方法優點是熔敷效率高,成分穩定能實現較好的耐磨性能，但在我國焊帶制造成本較高，無法大規模應用；④自保護藥芯焊絲堆焊，目前工業國家大都采用該方法進行堆焊，該方法效率高且不需外加氣體保護，綜合成本較低。

自保護藥芯焊絲根據熔渣保護形式可以分為：有渣自保護藥芯焊絲、微渣自保護藥芯焊絲和無渣自保護藥芯焊絲。無渣自保護藥芯焊絲是最有發展潛力的焊接材料，無需保護氣源和焊劑，并且焊后無渣，因此不需清渣就可以連續進行多層堆焊，非常適合大面積耐磨復合鋼板的制造。但是無渣自保護耐磨藥芯焊絲在國內出現時間較晚，國內市場也沒有成熟穩定的產品。目前市面上成形好、飛濺小的無渣自保護耐磨藥芯焊絲品種幾乎被外商獨資企業所占有。因此，根據目前國內外無渣自保護耐磨藥芯焊絲的研究現狀，發明了多元素鋼帶制備無渣自保護藥芯焊絲的方法。

傳統的無渣自保護藥芯焊絲不添加任何礦物粉末,從而最大限度地增大了合金粉的裝填量，主要是為了增加填充率，但是增加了其軋制、拉拔的難度，同時在拉拔過程中純金屬粉末的流動性大，容易造成焊絲中藥粉分布不均勻，焊絲局部會出現藥粉空缺，并且藥粉的疏密度也不一致，在焊接過程中會出現斷弧現象；另外純金屬粉末整體硬度較高，在外部較大的壓力作用下容易劃破外皮，導致焊絲拉斷。

目前耐磨復合板的制造所采用的自保護藥芯焊絲，一般都含有大量的C元素，在焊接過程中會與Cr、Fe元素形成粗大的碳化物，這些碳化物雖然硬度較高，但是抗裂性較差，焊接過程中或焊接結束后會出現貫穿裂紋。如專利200710175676.4《一種高碳高鉻高妮鑄鐵自保護藥芯焊絲》、201010197412.0《釩強化耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲》。

綜上所述，本發明采用多元素鋼帶，并且不添加石墨，從而避免了上述問題。使用多元素鋼帶可以避免金屬粉末在粉芯中中占比過大，同時添加少量氟化物，產生氟氣保護熔池，與傳統的產生CO氣體保護方式完全不同。

發明內容

本發明的目的：為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種多元素鋼帶制備無渣自保護藥芯焊絲的方法。