專利名稱:高錳鋼焊接焊條及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高錳鋼焊接焊條的組合物和焊接高錳鋼的焊接工藝。
背景技術(shù)：
被焊材料高錳鋼是指含碳量為0.4％～1.3％和含錳量為11％～14％的鑄鋼。也稱Hadfield鋼。高錳鋼焊接的最主要問題是在熱影響區(qū)產(chǎn)生碳化物的析出，從而引起熱裂紋的產(chǎn)生，導(dǎo)致焊接接頭的破壞。所以最關(guān)鍵的技術(shù)是在焊接過程中如何抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。根據(jù)高錳鋼的性質(zhì)可知，水韌處理后的高錳鋼不宜再受熱加工，因?yàn)楦咤i鋼在重新加熱到300℃～900℃范圍內(nèi)，鋼中過飽和的碳會以碳化物的形式析出，尤其是在500℃～700℃范圍內(nèi)較為突出。碳化物析出的形態(tài)有晶內(nèi)彌散分布的細(xì)粒狀、粗粒狀，晶界連續(xù)、不連續(xù)或網(wǎng)狀。一般是受熱溫度越高，析出的速度越快。隨著受熱時間的延長，碳化物析出的數(shù)量也隨之增多。另外高錳鋼的線脹系數(shù)大，導(dǎo)熱系數(shù)小，溫度分布不均勻，所以焊接時會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，給裂紋的產(chǎn)生提供了力學(xué)因素，促使了熱裂紋的形成。在焊接熱作用下會誘發(fā)形成應(yīng)變ε—馬氏體，這些結(jié)果都會導(dǎo)致高錳鋼性能的惡化。單相奧氏體組織有較高的熱裂敏感性，在熱影響區(qū)容易誘發(fā)液化裂紋?？紤]焊接接頭的耐磨性、抗疲勞性，具有冷作硬化的性能，以及在使用過程中碳和其它合金遷移等問題，所以高錳鋼的焊接不僅要選擇相應(yīng)的焊接材料，而且還得采用相應(yīng)的焊接工藝。目前國內(nèi)外焊接或修復(fù)高錳鋼工件主要以手工電弧焊為主，焊接材料多使用高錳鋼堆焊焊條。目前我國現(xiàn)有的高錳鋼堆焊焊條型號有D256、D266、D276、D277、D286。但這些焊條只適用于高錳鋼的堆焊或修復(fù)，而且堆焊層的厚度不易太厚，否則會產(chǎn)生剝離起裂，不適用于高錳鋼工件之間的焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高錳鋼焊接焊條及其焊接方法，它應(yīng)具有焊條成份合理，價格便宜，電弧穩(wěn)定，引弧容易，脫渣性好，飛濺少，不斷弧，電流適應(yīng)范圍寬的特點(diǎn)；焊接工藝應(yīng)具有操作簡單，焊接工藝易掌握，焊接效率高，生產(chǎn)成本低；焊接接頭應(yīng)具有較高的耐腐蝕性，耐磨性，抗疲勞性，抗熱裂性好，強(qiáng)度、塑性和韌性高的特點(diǎn)。本發(fā)明的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、硅鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％，還含有微量其它合金元素，焊芯采用低碳優(yōu)質(zhì)鋼H08A。本發(fā)明的焊接方法是這樣的先將焊條置300-350℃保溫箱內(nèi)烘干1小時并保持溫度隨用隨取，采用直流焊機(jī)，反接極性，被焊接或修復(fù)部位用機(jī)械方法將表面打磨干凈，使其無裂紋，無疲勞層，無氧化物及其它油、銹等臟物，打磨時不能產(chǎn)生氧化膜，不得讓高錳鋼基體溫度超過250℃，焊接過程減少焊接熱輸入量，避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應(yīng)力；為減少焊接熱輸入量可采用小規(guī)格的焊條，小的焊接電流，短弧焊接，不擺條的單道直線快速運(yùn)條方式，短道斷續(xù)焊接；為避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，焊接過程中采用風(fēng)冷或水冷的方式對焊縫和母材進(jìn)行冷卻，焊后用水對焊縫和母材進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；為減少焊接應(yīng)力，采用小焊縫、短焊道、分段焊、疊層焊、錯位逆向焊、多層焊，焊后錘擊。本發(fā)明重點(diǎn)解決了過去鐵路高錳鋼轍叉不能焊接和修復(fù)的問題，可將有缺陷、嚴(yán)重磨損的不合格或有裂紋、斷裂報(bào)廢的高錳鋼轍叉進(jìn)行焊接或修復(fù)，廢品可再利用，降低了鐵路使用成本，節(jié)省資源和能源，經(jīng)焊接修好的高錳鋼轍叉部位，其使用壽命能超過原轍叉的使用壽命。本發(fā)明還可對過去不能焊接或修復(fù)的高錳鋼廢件如礦山的挖掘機(jī)、粉碎機(jī)、坦克裝甲車輛的履帶、錘式破碎機(jī)械的錘頭、腭式破碎機(jī)齒板，球磨機(jī)補(bǔ)板以及高錳鋼和其它材質(zhì)構(gòu)件的異種鋼的焊接和修復(fù)。本發(fā)明具有焊條成份合理，價格便宜，電弧穩(wěn)定，引弧容易，脫渣性好，飛濺少，不斷弧，電流適應(yīng)范圍寬的優(yōu)點(diǎn)；焊接工藝具有操作簡單，焊接工藝易掌握，焊接效率高，生產(chǎn)成本低；焊接接頭具有較高的耐腐蝕性，耐磨性，抗疲勞性，抗熱裂性好，強(qiáng)度、塑性和韌性高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、硅鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％。焊芯是低碳優(yōu)質(zhì)鋼H08A。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石22％、螢石16.5％、石英4％、鈦白粉3％、硅鐵3.5％、金屬錳30.5％、金屬鉻20.5％。焊芯是低碳優(yōu)質(zhì)鋼H08A。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的焊接方法是這樣的先將焊條置300-350℃保溫箱內(nèi)烘干1小時并保持溫度隨用隨取，采用直流焊機(jī)，反接極性，被焊接或修復(fù)部位用機(jī)械方法將表面打磨干凈，使其無裂紋，無疲勞層，無氧化物及其它油、銹等臟物，打磨時不能產(chǎn)生氧化膜，不得讓高錳鋼基體溫度超過250℃，焊接過程減少焊接熱輸入量，避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應(yīng)力。為減少焊接熱輸入量可采用小規(guī)格的焊條，小的焊接電流，短弧焊接，不擺條的單道直線快速運(yùn)條方式，短道斷續(xù)焊接；為避免高錳鋼焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，焊接過程中采用風(fēng)冷或水冷的方式對焊縫和母材進(jìn)行冷卻，焊后用水對焊縫和母材進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；為減少焊接應(yīng)力采用小焊縫、短焊道、分段焊、疊層焊、錯位逆向焊、多層焊，焊后錘擊。
權(quán)利要求
1.高錳鋼焊接焊條，其特征在于電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20％-25％、螢石15％-18％、石英4％-5％、鈦白粉2％-4％、硅鐵2％-5％、金屬錳30％-35％、金屬鉻20％-25％；電焊條焊芯是低碳優(yōu)質(zhì)鋼H08A。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高錳鋼焊接焊條，其特征在于電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石22％、螢石16.5％、石英4％、鈦白粉3％、硅鐵3.5％、金屬錳30.5％、金屬鉻20.5％。
專利摘要
高錳鋼焊接焊條及其焊接方法，它涉及用于高錳鋼焊接焊條的組合物和焊接高錳鋼的焊接工藝。高錳鋼焊接的主要問題是在熱影響區(qū)產(chǎn)生碳化物的析出，產(chǎn)生熱裂紋，導(dǎo)致焊接接頭的破壞。關(guān)鍵技術(shù)是在焊接過程中抑制碳化物的析出和消除析出的碳化物。本發(fā)明的電焊條藥皮由下列成份按重量百分比配制而成大理石20%-25%、螢石15%-18%、石英4%-5%、鈦白粉2%-4%、硅鐵2%-5%、金屬錳30%-35%、金屬鉻20%-25%，焊芯是低碳優(yōu)質(zhì)鋼H08A。本發(fā)明的焊接方法焊接過程減少焊接熱輸入量，避免焊接件在300-900℃高溫停留時間過長，減少焊接應(yīng)力。本發(fā)明具有電流適應(yīng)范圍寬，焊接工藝具有焊接工藝易掌握，焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23K35/32GKCN1241711SQ03110941
公開日2006年2月15日 申請日期2003年1月22日
發(fā)明者郭面煥, 依慶祥, 張普慶 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan