[发明专利]外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及金属电弧堆焊，具体是外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法及设备。

背景技术

堆焊作为一项制造和修复工艺已被广泛应用，特别是耐磨材料的堆焊给企业带来巨大的经济效益，使工作在表面磨损工况条件的零部件的寿命成倍提高。例如轧钢厂的轧辊、火车的车轮、磨煤机的磨盘及磨辊、采掘钻探设备等等。研究表明，表面堆焊层的耐磨性能与堆焊层中的碳化物含量有关，随着碳化物含量的增加，表面堆焊层的硬度越高，耐磨性能越好。现有各种堆焊方法的堆焊层中的碳化物含量均受一定限制，手工电弧焊堆焊层中的碳化物含量受焊条药皮中碳化物含量的限制，埋弧焊受焊丝成分和陶质焊药中碳化物含量的限制，自保护焊则受药芯焊丝中形成碳化物的过渡粉装填系数的限制一般小于45％，如何提高堆焊层中的碳化物含量是摆在堆焊工作者面前的一项难题。

中国专利93105887.2公开了一种金属表面大面积堆焊方法，其主要是将需要过渡的粉与粘合剂混合，压制成具有一定厚度和宽度的柔性粉带，焊接时，以粉带作为硬化材料的过渡形式，以熔化极气体保护自动电弧为热源，电极自身熔化，并与熔化的粉带和熔化的基体金属表面层共同形成高耐磨堆焊金属层。

但是，柔性粉带中的粘合剂将可能给堆焊层带来不良影响，特别是在为防止或减小工件变形，采用高速堆焊的条件下，粘合剂不能排出，残留在对焊层中，将影响堆焊层的性能。对于设备来说，需要增加一套送给柔性粉带的装置，该装置的结构与送丝装置的结构类似。归于残留在焊道两层的未融化的柔性粉带的清理比较麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法及设备。

本发明所提供的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法是由如下技术方案来实现的。

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，而提供一种外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法及设备。

本发明所提供的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法是由如下技术方案来实现的。

一种外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法，以自动焊电弧为热源，其特征在于：在堆焊进行过程中，将需要添加的形成碳化物的过渡粉均匀铺设于堆焊熔池前方的被堆焊的金属板上，添加的形成碳化物的过渡粉在焊接电弧的作用下与基体金属表面层形成高耐磨堆焊金属层。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法，其特征在于：所述的自动焊电弧为熔化极气体保护自动电弧焊或非熔化极气体保护自动电弧焊，所述的熔化极气体保护自动电弧焊为金属极自动电弧焊或自保护药芯焊丝自动电弧焊；所述的非熔化极气体保护自动电弧焊为自动钨极氩弧焊。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法，其特征在于：所述的形成碳化物的过渡粉是碳化物粉或石墨+耐磨合金元素粉；所述的耐磨合金元素粉包括铬、钼、锰、钒、硼、硅、铌、钛合金元素中的一种或几种。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法，其特征在于：在堆焊进行的同时，用真空吸粉器吸除残留在堆焊焊道上的未熔形成碳化物的合金粉。

本发明还提供一种用于上述方法的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊方法的设备，是包括操作架、送丝机构及设于操作架上的焊枪的熔化极气体保护自动电弧设备，其特征在于：于所述操作架上堆焊运行方向的前方设有形成碳化物的过渡粉盒，所述形成碳化物的过渡粉盒的底部设有将形成碳化物的合金粉均运送达被焊金属表面的送粉管。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊设备，其特征在于：所述形成碳化物的过渡粉盒的底部呈漏斗形，所述送粉管设置与所述形成碳化物的过渡粉盒的漏斗形底部连接，且于送粉管上设有控制所述形成碳化物的过渡粉流量的阀门。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊设备，其特征在于：所述送粉管的端部设置成矩形扁嘴，扁嘴的宽度为稍大于堆焊焊道的宽度，具体10-30mm，扁嘴与被焊金属板之间的高度距离为20-40mm。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊设备，其特征在于：所述的控制所述形成碳化物的过渡粉流量的阀门是闸板型阀门、或璇板型阀门。

所述的外加形成碳化物的过渡粉电弧熔敷耐磨材料堆焊设备，其特征在于：设有以真空吸粉器，所述真空吸粉器的吸分管设置于所述操作架上，位于堆焊运行方向的后方，与送粉管的端部矩形扁嘴、堆焊焊丝成一直线。