一种新型埋弧堆焊用药芯焊丝的研制.pdf

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1、第４２卷第１期化工机械５１一种新型埋弧堆焊用药芯焊丝的研制董辉*（酒钢集团兰州长虹焊接材料有限责任公司）摘要根据钢厂连铸拉矫辊及扇形段辊等连铸设备的技术要求、工作条件和磨损状况，开发了一种金属粉芯的埋弧堆焊药芯焊丝，并对其性能和焊缝金相组织进行了分析。关键词埋弧堆焊药芯焊丝熔敷金属金相组织中图分类号ＴＱ０５０．４文献标识码Ａ文章编号０２５４-６０９４（２０１５）０１-００５１-０３连铸拉矫辊及扇形段辊等连铸设备是钢厂生性好；而碳含量高时，硬度高，耐磨性好，但耐热疲产中的重要设备，若磨损后直接报废将造成很大劳性却急剧下降，容易产生裂纹。故碳含量应设的浪费，导致生产

2、成本增加。为了充分利用资源，计在一个合理的范围。当Ｃ与Ｃｒ、Ｍｏ等合金形避免浪费，普遍采用埋弧堆焊技术进行修复，目前成细小、弥散分布的碳化物，从而使得堆焊层硬度主要采用的２Ｃｒ１３实芯焊丝达不到耐磨要求。连提高。Ｍｏ-Ｘ提高合金的耐磨性、耐疲劳性能，并铸设备的修复问题长期以来一直在探索研究之且具有一定的硬度。特别是Ｘ材料具有细化晶中，随着堆焊层硬度的提高，抗裂性急剧下降。为粒、减少应力集中和降低裂纹敏感性作用。此，笔者研制了一种新型金属粉芯高耐磨堆焊药对耐磨焊材来说，堆焊金属要求硬度高耐磨芯焊丝，其堆焊层具有良好的抗裂性和高硬度高性好，当前堆焊材料研究发展的趋势

3、是采用多种耐磨性能。元素合金化，也就是“多元少量”的形式。这种形式有利于晶粒细化，防止堆焊和后热处理过程中１埋弧堆焊药芯焊丝的开发晶粒长大。硬质相也以多种为好，既要有碳化物１．１药芯成分设计也要有其他化合物及金属间化合物等，而且尽量根据连铸拉矫辊和扇形段辊的工况条件，为以化合物形式加入为宜。此外，不同的化合物的保证堆焊后的金属具有良好的耐磨损、耐疲劳性硬度与韧性是不同的，例如碳化钒的韧性比碳化能，满足实际使用和堆焊层的硬度要求（ＨＲＣ３５钨等许多碳化物韧性要好，为了把堆焊金属的硬～４５），采用Ｃｒ-Ｍｏ-Ｘ合金系统，一定的Ｃｒ含量提度与韧性都提上去，化合物的种类

4、和量要作统一高耐氧化性和抗腐蚀性能，它的主要作用是提高的考虑，提高焊材的综合性能。工作层面的硬度和抗高温腐蚀性。在堆焊焊材根据合金系统的主要元素和与ＳＪ１０１或中，常用碳来调节材料的硬度：当碳含量低时，常ＨＪ４３１焊剂配套焊接后的堆焊金属合金成分应符温和高温硬度低，耐磨性差，但焊接性和耐热疲劳合表１要求。表１熔敷金属化学成分要求ｗｔ％ＣＳｉＭｎＣｒＭｏＸＳＰ０．１０～０．２５０．５０～１．５０１．２０～３．５０１．５０～２．５００．３５～０．８５微量≤０．０３≤０．０３*董辉，男，１９６５年３月生，高级工程师。甘肃省兰州市，７３００００。５２化工机械２０１５年１

5、．２药芯焊丝的制备表４熔敷金属化学成分ｗｔ％堆焊药芯焊丝是用低碳钢带材制造，其化学ＣＳｉＭｎＣｒＭｏＸＳＰ成分见表２，经精剪制成１６ｍｍ×０．５ｍｍ的钢带，０．２０００．８００３．２８０１．６８００．６４０微量０．０１００．０２２经多辊连轧机轧成Ｕ形，将预配好的合金粉末（如具有一定的合金成分、粒度分布、一定的比重２．３堆焊金属的抗裂性及流动性等）填充进去，再连续轧制封闭开口形用该药芯焊丝在３００ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍ的成有缝药芯焊丝，这种药芯焊丝的接缝是靠机械普通低碳钢板上，不预热堆焊，堆焊金属经抛光后咬合的，咬合的形式多种多样，典型的有对接和搭经检查无裂纹

6、，如图１所示。接，其断面基本都呈Ｏ形，适宜用来做填充率较高的药芯焊丝。堆焊药芯焊丝试验配方见表３，其直径一般在１．２～４．８ｍｍ之间，根据堆焊工件的尺寸、焊机功率大小及堆焊层的要求等选择药芯焊丝的直径，在堆焊过程中管皮和芯部装填的铁合金或金属粉末，将合金化为堆焊合金层，这种合金化（或称渗合金）的方式，过渡系数高，堆焊图１抗裂性试验×５层成分均匀，堆焊合金成分范围大，是其他任何堆２．４熔敷金属金相组织焊渗合金方法不可比拟的。把焊缝金属试样磨制成金相试样，然后用王表２钢带化学成分ｗｔ％水对试样进行腐蚀。将腐蚀好的试样表面用酒精ＣＳｉＭｎＳＰ清洗干净并吹干，使用ＭＰＦ

7、３金相显微镜对焊缝０．０２～０．０５≤０．０３０．１０～０．３０≤０．０２≤０．０２试样组织形态进行观察（图２）。可以看出堆焊层组织为索氏体，既保证了较高的硬度又具有较好表３药芯焊丝试验配方ｗｔ％的韧性，可防止堆焊层从母材表面剥离。硅铁和硅合金锰铁合金铬铁合金钼合金Ｘ合金其他１～８７～１８５～１５２～１１１～５４０～６０２研制结果及分析２．１熔敷金属硬度用所制备的药芯焊丝（直径４．０ｍｍ），配套焊剂为ＳＪ１０１烧结焊剂，电焊机为ＭＺ-１２５０，焊接工艺参数为：焊接电流４００～４５０Ａ，焊接电压３０～３２Ｖ，焊接速度３０～５０ｃｍ／ｍｉｎ，干伸长３２ｍｍ，在３００

8、ｍｍ×１００ｍｍ×１８ｍ