自保护金属芯堆焊焊丝及其焊接烟尘的研究

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1、摘要自保护金属芯焊丝代表了当今世界焊接材料的发展方向以及近年来国际焊接材料发展的新趋势。它即具有自保护药芯焊丝优质、高效、节能的特点，又体现了金属芯焊丝特有的渣量少，自动化焊接程度高的优点。自保护金属芯焊丝堆焊无须保护气体，无须焊剂，操作简便，采用平特性电源，可自(半)动焊接，是近年来在欧洲出现的并迅猛发展的一种新型表面工程技术，是目前堆焊方法中最经济、最方便的绿色焊接技术，也是2l世纪再制造工程中最有前景的表面强化技术之一。(1)本文针对电厂磨煤辊的磨损特点以及修复方式，研制了一种自保护金属芯堆焊焊丝，此种焊丝无气孔、夹渣等焊接缺陷，焊接工

2、艺性能良好，焊缝成型好，飞溅率1．03％，堆焊层硬度HRC58-62，相对耐磨性为Q235钢的12倍。(2)研究了石墨对焊丝工艺性能的影响，试验结果表明随着石墨含量的增加，飞溅先减少后增加。当焊丝粉芯中的石墨含量为3％时，飞溅率最低。(3)本文还研究了粉芯中Cr3C2、V含量对焊缝组织以及力学性能的影响，试验结果表明随着Cr3C2含量的增加，堆焊层的硬度和耐磨性上升。随着V含量的增加，堆焊层的硬度、耐磨性也上升。(4)对焊丝的主要工艺性能(焊缝成型、飞溅等)以及堆焊层组织性能(微观组织、硬度)与国内外两种同类产品进行了全面的对比，结果表明本焊

3、丝具体指标已达到或接近国内外同类焊丝。(5)此种焊丝的发尘率平均值为24．1班g，ICP结果表明烟尘中的主要元素为Fe，Cr，Mn，Si，其中铁含量最高，并且含有大量的铬，硅含量最低。Ⅺ①结果表明烟尘中的元素主要是以铁锰或者铁铬氧化物或者其它盐类物质存在，主要包括Fe304、MaCr204、FeCr204、Fe2．95Si0．0504、Cr203。研究发现随着石墨的加入，焊丝发尘率降低，但是石墨含量对烟尘的物相组成影响不大。关键词自保护金属芯堆焊焊丝；飞溅；药芯组分；焊接烟尘ABSTRACTSelf--ShieldMetalCoredWire

4、isthedevelopmentandtrendofweldingmaterialsinworldwideinrecentyears，ithasnotonlytheadvantagesofself--shieldwireincludinghighqualities,highefficiencyandlowenginewaste．butalsothecharactersofmetalcoredwiresuchasnoresidueandhighautomaticweldingrate．Self---Shieldweldingforhardfac

5、ingisanewtypeof$urfaceen#noeringtechnologywhichisfastdevelopedrecentlyinEurope．TheoperatingprocessofSelf---ShieldMetalCoredWireissimpleandconvenientwithoutairprotectionandsolder．TheSelf--ShieldWeldingTechnologyforhardfacingisthecheapestandadvantageousweldingmethodalsothemos

6、timportantsurfacestrengthenmethodusedforremanufadmreindustryinthe21stc宅atory．1)AtypeofSelf-ShieldMetalCoredwireusedforremindingforthewearofminegrindrolleisstudiedin，thispaper．Theoperatingperformanceofthewireisexcellentwithoutdefectssuchasslag，porosityandSOOILThespatterratei

7、s1．03％ThehardnessofhardfacinglayerisHRC58-62，andtheweal"resistanceis12timeshigherthanthatofQ235．2)Thein丑uenceofgraphiteOntheweldingoperatingperformanceisstudied．Theexperimentresultshowthatthespatterratefirstlyreducethenincreasewiththeincrementofgraphitecontent．Thespatterrat

8、ereachesthelowestvaluewhenthegraphitecontentis3％．3)TheeffectofCr3C2andVanadiumOnth