無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條。該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯采用H08A焊芯，直徑4.0，其藥皮重量系數(shù)為0.90～1.2，所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成：大理石10～20，金紅石20～40，鈦白粉10～15，鈦鐵2～6，中碳錳鐵12～20，硅鐵：1～4，金屬鉻：20～40，鉬粉1～5，鎳粉5～10，鈮鐵1～5，純堿1～3，云母2～8，稀土硅鐵0.2～1.5，鉀鈉水玻璃20～25；本發(fā)明的堆焊焊條，配方科學(xué)合理，且成本低廉，達(dá)到焊接表面無(wú)裂紋，并能很好的承受高溫氧化耐磨損性能，操作工藝簡(jiǎn)單，普通焊接操作者可以獨(dú)立完成，同時(shí)增加生產(chǎn)率和合格率，具有較好的推廣價(jià)值。
【專利說(shuō)明】無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堆焊焊條，尤其涉及一種無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，工業(yè)生產(chǎn)中，很多設(shè)備在高溫氧化磨損條件下工作，服役環(huán)境苛刻，需要經(jīng)常維修，人工、物料成本昂貴。為此，很多設(shè)備表面需要做特殊工藝處理，其中最常見(jiàn)的方法就是表面堆焊耐磨合金。堆焊過(guò)程中要求堆焊焊條多層焊接無(wú)裂紋，高溫下具有良好的抗氧化耐磨損性能。目前適用于這種特殊工況的堆焊材料主要是鈷基高溫合金堆焊材料。但鈷屬于稀有金屬，價(jià)格昂貴，不宜廣泛應(yīng)用。而且鈷基焊條脆性較大，焊接過(guò)程中只能通過(guò)緩慢多次收弧的方法，讓堆焊層在逐步緩慢冷卻過(guò)程中，使應(yīng)力不斷得到釋放，進(jìn)而消除裂紋，因此對(duì)操作者技能要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提出的，其目的是提供一種能確保焊接表面無(wú)裂紋，并能很好的承受高溫氧化耐磨損性能，而且操作工藝簡(jiǎn)單，普通焊接操作者可以獨(dú)立完成，從而提高生產(chǎn)率和合格率的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條。
[0004]本發(fā)明各原料的重量范圍是經(jīng)過(guò)發(fā)明人進(jìn)行大量的摸索和試驗(yàn)總結(jié)得出的，各原料在下述重量范圍內(nèi)都具有較好的效果。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條，該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯采用H08A焊芯，直徑4.0,其藥皮重量系數(shù)為0.90?1.2，所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石10?20，金紅石20?40，鈦白粉10?15，鈦鐵2?6，中碳錳鐵12?20，硅鐵:1?4，金屬鉻:20?40，鑰粉I?5，鎳粉5?10，鈮鐵I?5，純堿I?3，云母2?8，稀土硅鐵0.2?1.5，鉀鈉水玻璃20?25。
[0006]所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石12?18，金紅石25?35，鈦白粉11?14，鈦鐵3?5，中碳錳鐵15?18，硅鐵:1.5?3.5，金屬鉻:25?35，鑰粉1.5?4.5，鎳粉6?8，鈮鐵2?4.5，純堿1.5?2.5，云母3?7，稀土硅鐵0.2?1，鉀鈉水玻璃21?24。
[0007]所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石15，金紅石30，鈦白粉13，鈦鐵4，中碳錳鐵16，硅鐵:2.5，金屬鉻:30，鑰粉3，鎳粉7，鈮鐵3，純堿2，云母5，稀土硅鐵0.4，鉀鈉水玻璃22。
[0008]所述的鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.8?3.0。
[0009]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少100°c，焊接電壓28 V?30V，焊接電流150 A?180A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?60°C，20min?40min后取下，即可保證多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0010]制備所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條采用常規(guī)方法，先按配方配比將藥皮所用原料粉劑混合均勻后加入鉀鈉水玻璃攪拌均勻待用，再按焊芯與藥皮的配比由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干即為成品。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下:
本發(fā)明的堆焊焊條，配方科學(xué)合理，且成本低廉，達(dá)到焊接表面無(wú)裂紋，并能很好的承受高溫氧化耐磨損性能，操作工藝簡(jiǎn)單，普通焊接操作者可以獨(dú)立完成，同時(shí)提高生產(chǎn)率和合格率。本發(fā)明材料配方中由于加入C、Cr元素，保證了堆焊金屬在緩慢冷卻過(guò)程中在晶界和枝晶間生成M2 3C6，該組織具有良好的硬度，并且晶界上的M23C6能阻止晶界滑移，從而改善材料持久強(qiáng)度，鉻含量還可以進(jìn)一步提高堆焊金屬的耐氧化腐蝕能力；加入鈦和鈮，可使碳穩(wěn)定化，以防止晶間氧化腐蝕；另外加入鑰、鎳元素，均可提高抗高溫性能，增加抗腐蝕能力。另外，堆焊金屬含碳量較低，韌性好，在使用過(guò)程中，配合本發(fā)明獨(dú)特的焊接工藝方法，確保多層堆焊沒(méi)有裂紋。本發(fā)明堆焊焊條焊態(tài)金相組織為低碳馬氏體、殘余奧氏體和晶間析出碳化物組成。
[0012]對(duì)本發(fā)明焊條進(jìn)行堆焊層金屬硬度測(cè)試，遵循《GB/T 230-1991金屬洛氏硬度測(cè)試方法》，采用北京時(shí)代之峰科技有限公司的TH300洛氏硬度計(jì)，每個(gè)數(shù)據(jù)取十個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量取平均值，其雙層焊態(tài)硬度為46.9-48.4 ;極差為R:1.5 ;方差為S:0.5。本發(fā)明經(jīng)多層堆焊試驗(yàn)以及使用特種合金刀機(jī)加后表面均未出現(xiàn)裂紋。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受具體的實(shí)施例所限制，以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。另外，以不違背本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
[0014]實(shí)施例1
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0,藥皮重量系數(shù)為1.0,藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取大理石15，金紅石30，鈦白粉13，鈦鐵4，中碳錳鐵16，硅鐵:2.5，金屬鉻:30，鑰粉3，鎳粉7，鈮鐵3，純堿2，云母5，稀土硅鐵0.4，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃22，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為3.0，K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥或烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0015]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少100°c，直流電焊機(jī)焊接電壓29 V，焊接電流160 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?600C，30min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0016]實(shí)施例2
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0,藥皮重量系數(shù)為1.2，藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取:大理石10，金紅石40，鈦白粉15，鈦鐵6，中碳錳鐵20，硅鐵:4，金屬鉻:40，鑰粉5，鎳粉10，鈮鐵5，純堿3，云母8，稀土硅鐵1.5，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃25，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.9，K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0017]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少110°c，直流電焊機(jī)焊接電壓30 V，焊接電流180 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?600C，40min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0018]實(shí)施例3
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0,藥皮重量系數(shù)為0.9，藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取:大理石20，金紅石20，鈦白粉10，鈦鐵2，中碳錳鐵12，硅鐵:1，金屬鉻:20，鑰粉1，鎳粉5，鈮鐵1，純堿1，云母2，稀土硅鐵0.2，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃20，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.8，K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0019]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少110°c，直流電焊機(jī)焊接電壓28 V，焊接電流150 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?600C，20min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0020]實(shí)施例4
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0，藥皮重量系數(shù)為1.1，藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取:大理石12，金紅石35，鈦白粉14，鈦鐵5，中碳錳鐵18，硅鐵:3.5，金屬鉻:35，鑰粉4.5，鎳粉8，鈮鐵4.5，純堿2.5，云母7，稀土硅鐵0.3，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃24，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為3.0，K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0021]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少120°C，直流電焊機(jī)焊接電壓29 V，焊接電流170 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?600C，30min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0022]實(shí)施例5
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0,藥皮重量系數(shù)為1.0,藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取:大理石18，金紅石25，鈦白粉11，鈦鐵3，中碳錳鐵15，硅鐵:1.5，金屬鉻:25，鑰粉
1.5，鎳粉6，鈮鐵2，純堿1.5，云母3，稀土硅鐵0.2，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃21，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.8，K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0023]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少110°c，直流電焊機(jī)焊接電壓30V，焊接電流160 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?600C，40min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0024]實(shí)施例6
按焊芯采用H08A的焊芯，直徑4.0,藥皮重量系數(shù)為1.2，藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)取:12，金紅石33，鈦白粉12，鈦鐵6，中碳錳鐵6，霧化硅鐵3，金屬鉻30，鑰粉3，鎳粉7，鈮鐵3，純堿1，云母4，稀土硅鐵1，藥粉混合均勻后加入鉀鈉水玻璃23，鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.8、K:Na=3:1，攪拌均勻，由油壓機(jī)壓涂于焊芯上，經(jīng)自然干燥后在烘干設(shè)備上烘干后即為成品。
[0025]采用所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下:1)普通焊工用氧-乙炔焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少110°c，直流電焊機(jī)焊接電壓30V，焊接電流160 A，層間溫度控制在100°C?150°C之間；2)焊后用保溫棉將焊件保溫至50°C，40min后取下，即多層堆焊沒(méi)有裂紋。
[0026]以上實(shí)施例均達(dá)到堆焊金屬硬度為46.9-48.4 ;極差為R:1.5 ;方差為S:0.5，焊塊金相組織為板條狀馬氏體、奧氏體及碳化物組成，碳化物的形態(tài)尺寸和分布決定了材料具有良好的耐磨性能。堆焊金屬化學(xué)成分測(cè)試:Cr、N1、Mo含量分別滿足15-25，3-6，1-2.3的設(shè)計(jì)要求，這些元素都具有良好的高溫抗氧化性能。材料經(jīng)高溫條件測(cè)試，看不到氧化物，顏色無(wú)明顯變化。
【權(quán)利要求】
1.無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條，該焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯采用H08A焊芯，直徑4.0，其特征在于:藥皮重量系數(shù)為0.90?1.2，所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石10?20，金紅石20?40，鈦白粉10?15，鈦鐵2?6，中碳錳鐵12?20，硅鐵:1?4，金屬鉻:20?40，鑰粉I?5，鎳粉5?10，鈮鐵I?5，純堿I?3，云母2?8，稀土硅鐵0.2?1.5，鉀鈉水玻璃20?25。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條，其特征在于:所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石12?18，金紅石25?35，鈦白粉11?14，鈦鐵3?5，中碳錳鐵15?18，硅鐵:1.5?3.5，金屬鉻:25?35，鑰粉1.5?4.5，鎳粉6?8，鈮鐵2?4.5，純堿1.5?2.5，云母3?7，稀土硅鐵0.2?I，鉀鈉水玻璃21?24。
3.根據(jù)權(quán)利要求1無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條，其特征在于:所述的藥皮由以下組分按下述重量份數(shù)制備而成:大理石15，金紅石30，鈦白粉13，鈦鐵4，中碳錳鐵16，硅鐵:2.5，金屬鉻:30，鑰粉3，鎳粉7，鈮鐵3，純堿2，云母5，稀土硅鐵0.4，鉀鈉水玻璃22。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條，其特征在于:所述的鉀鈉水玻璃的模數(shù)為2.8?3.0。
5.采用權(quán)利要求1、2或3所述的無(wú)裂紋抗高溫氧化的耐磨多層堆焊焊條的焊接方法，其步驟如下: 1)焊前把待堆焊焊件預(yù)熱到至少100°c，焊接電壓28V?30V，焊接電流150 A?180A，層間溫度控制在100°C?150°C之間； 2)焊后用保溫棉將焊件保溫至40°C?60°C，20min?40min后取下，即達(dá)到多層堆焊沒(méi)有裂紋。
【文檔編號(hào)】B23K31/02GK103722308SQ201310726427
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】宋焯, 張連成, 劉爽 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)哈維爾表面工程技術(shù)有限公司