[發明專利]一種高耐磨藥芯電焊條及其制備方法

有效

• 申請號: 202011087345.7
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112222670B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 廖祿泰;廖永添;丘文豐;王海艷
• 申請（專利權）人: 廣州鑫鉆新材料科技開發有限公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/40;B23K35/24
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;周全英

本發明公開了一種高耐磨藥芯電焊條及其制備方法，所述電焊條包括管體、填充于所述管體內的藥芯、以及包裹所述管體的藥皮；所述藥芯包括如下組分：碳化鎢和碳化硼，所述藥芯中，碳化鎢與碳化硼的重量比為1:1；所述藥皮包括如下重量百分含量的組分：碳化鎢40.0％～45.0％、石墨粉3.0％～7.0％、鉻當量21.0％～26.0％、高鉀長石粉13.0％～21.0％和名義鐵粉1.0％～23.0％。本發明的焊條不會發生焊接電弧端部漏粉、管皮與藥皮發紅、以及藥芯易氧化或燒結嚴重等問題，同時還具有較好的抗剝離性、焊接工藝及經濟性，藥皮及管芯耐發紅，抗氣孔性、抗剝離性和性價比等均優于現有的同類電焊條或氣焊管狀碳化鎢棒，而且焊縫金屬硬度高，耐磨性優異。

技術領域

本發明屬于焊材技術領域，具體涉及一種高耐磨藥芯電焊條及其制備方法。

背景技術

在垃圾回收再生料、麥稈或稻草的再生料、竹木炭、橡塑(尼龍)顆粒等產品的生產中均廣泛采用擠壓和剪切用零配件，如螺旋推進器、剪切刀等。在工作過程中，這類堅韌且帶有粗硬纖維的物料會對所作用的零配件造成嚴重的磨損、割傷而導致報廢。為延長這些零配件的使用壽命，需對其工作面(即與粗纖維等接觸的面)進行硬面處理，而堆焊碳化鎢層是一個簡易可行的方法，并已被廣泛采用。

在耐磨堆焊材料領域，碳化鎢是一種耐磨性能優異的堆焊材料，為充分發揮其耐磨性，應盡量在焊接過程中使碳化鎢顆粒避免發生熔化或其性狀不發生大的改變，這就要求需對所使用的焊接方法、工藝、以及堆焊材料本身的結構和配比等進行優化和調整。例如，氣焊碳化鎢棒在采用氧乙炔焊的火焰——中性焰時，若將施焊溫度控制在1700℃就能很好地在焊接熔池中保留大部分的碳化鎢顆粒及其性狀，使其不致被熔化。因碳化鎢自身的熔點約為2730℃，而分解溫度為2525℃，都遠高于上述施焊溫度；此外，由于焊接溫度低，施焊母材焊接熔深很小，使得碳化鎢在熔池階段不致被母材稀釋而濃度降低，使堆焊金屬的硬度和耐磨性均基本保持在碳化鎢原有的性狀和顆粒度時的水平，從而達到最佳效果。但是，因焊接溫度過低，也會導致堆焊層與母材的熔合度差，加上存在焊縫裂紋、氣孔等因素，往往容易引起堆焊層剝離的現象；而且，一旦施焊溫度控制不好，過高的溫度會使碳化鎢顆粒熔化、燒損或分解，破壞其原有性狀，從而使堆焊層變得不耐磨。另外，因人工進行氣焊作業的生產效率極低，而且所堆焊的焊層脆性大，不可多層施焊，嚴重影響了這種工藝及材料的廣泛使用。因此，如非特殊場合，一般都會避免使用這種材料及工藝。目前，在堆焊電弧焊等各種焊接工藝方法所用的堆焊材料中，藥皮電焊條和藥芯焊絲被廣泛采用。由于這些工藝方法的電弧熔滴溫度遠高于碳化鎢的熔化溫度，導致這些碳化鎢的顆粒、性狀在高溫下已被改變，無法保持原有的高耐磨效果，因而需要尋求一種能盡量減少碳化鎢熔化、又能提高焊層與母材的結合強度的焊材或工藝，以充分發揮碳化鎢原有的品質特點，滿足客戶需求。

目前，有關碳化鎢高耐磨焊材的研究已有較多報道，這些現有技術一般為涉及碳化鎢一種材料的實芯焊條或氣焊碳化鎢焊棒，還有一些是涉及藥芯結構的碳化鎢焊條，如：CN101116932A公開的“一種碳化鎢耐磨藥芯堆焊焊條”，其焊芯為碳鋼空心管內包裹96％～98％的碳化鎢粉和2％～4％的鎳，其藥皮組成物為一般堿性材料(大理石粉與螢石粉總量已占68％～73％)、及少量碳化鎢(10％～14％)，其主要是解決焊縫裂紋、改善渣系性能與焊縫成形、有利于全位置焊接的焊接工藝性，而向堆焊層過渡的碳化鎢等合金物質主要還是通過藥芯來實現，要想進一步提高堆焊層的耐磨性仍效果有限。而且，手工電弧焊時，由于藥芯焊條的管皮很薄，端部面積小，而通過的電流密度又相當大，導致升溫速率很快，極易造成管皮熔化、發紅及管內填充物的氧化、燒結或焙燒等問題，還會引發焊芯電弧熔滴(電弧端部)發生穿孔漏粉，而上述技術缺陷直接關乎堆焊層的質量好壞，還會導致無法繼續施焊，以及后續的堆焊層金屬成分與前期的相差很大，不能達到設計要求。對于氣焊碳化鎢焊材，因其與電弧焊焊材在熔化性質、過渡合金的方式、熔池中金屬間相互發生的冶金化學反應機理等方面均存在實質性區別，因此，該兩種焊材之間不具備可比性。

此外，為降低焊材成本，有必要尋求與碳化鎢性能相類似的其它耐磨且低成本的物質，從而可部分取代碳化鎢，使焊條的制作與使用性價比更好、焊層耐磨性相當卻又不影響焊條焊接工藝性。