[发明专利]冷轧支撑辊修复用过渡层自保护金属芯堆焊焊丝

说明书

技术领域

属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用于冷轧支撑辊堆焊修复过程中用作过渡层堆焊。

背景技术

冷轧支撑辊的损坏形式除了正常磨损外，还有疲劳裂纹、辊面剥落等，当冷轧支撑辊由于表面出现裂纹或出现掉块时，不得不将缺陷厚度范围内的工作层全部车削去除。支撑辊的工作层尺寸低于下限值时，其服役周期便结束，如作废辊处理，则浪费惊人。如何充分发挥旧辊的“绿色”再利用潜力，达到降本增效的目的，这是冶金企业非常关心、重视的课题。

为节约成本，国内大多数钢厂对报废冷轧支撑辊进行堆焊修复。冷轧支撑辊的材质大多为9Cr2Mo，含碳量达0.9％，如一次直接堆焊与支撑辊母材相近的堆焊合金修复，由于碳含量太高，极易出现裂纹，因此一般支撑辊的堆焊需打底层堆焊、过渡层堆焊以及盖面堆焊，其堆焊合金碳含量逐渐增加，以降低堆焊金属裂纹敏感性。

冷轧支撑辊重量从数吨到几十吨，一次堆焊修复需堆焊材料数百公斤到数吨不等，堆焊前需预热400～450℃，堆焊过程中需采用火焰加热等方式保持支撑辊400℃以上，焊后需去应力回火处理。现今冷轧支撑辊堆焊都为传统埋弧堆焊工艺，堆焊过程中工人需连续不停敲渣。以一只中型冷轧支撑辊(20吨)堆焊修复为例，如需堆焊3吨金属，以每小时堆焊5公斤计，则需连续堆焊24天。在支撑辊400℃工作环境下，施焊工人的工作环境相当恶劣。

自保护金属芯堆焊焊丝无需外加气源，无需焊剂，焊后无需清渣，可实现自动化连续堆焊，这就解决了工人在高温恶劣工矿下作业的问题。

本发明所要解决的问题是克服传统冷轧支撑辊修复中工作环境恶劣的问题，提供一种高效、低成本、可自动化焊接的冷轧支撑辊修复过渡层用自保护金属芯堆焊焊丝。

发明内容

本发明所提供的冷轧支撑辊修复过渡层自保护金属芯堆焊焊丝，其特征在于，所述的药芯成分质量百分含量范围如下：

中碳铬铁：40～70％；中碳锰铁：10～16；低硅硅铁：4～10；铌铁：2～5％；钛铁：2～4％；钼铁：4～8％；钨铁：1～3％。

其中各组分作用如下：

中碳铬铁：向焊缝金属过渡合金元素。

中碳锰铁：向焊缝金属中增碳，脱氧。

低硅硅铁：向焊缝金属过渡合金元素，脱氧。

铌铁：向焊缝金属过渡合金元素。

钛铁：细化晶粒，提高韧性，脱氮。

钼铁：向焊缝金属过渡合金元素。

钨铁：向焊缝金属过渡合金元素。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1、将钢带(宽度为10～16mm，厚度为0.3～0.6mm)轧制成U形，再向U形槽中加入占本发明焊丝总重20～40％的本发明粉芯；

2、将U形槽合口，使粉芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.4～3.2mm，得到最终产品。

附图说明

图1：药芯焊丝成形工艺示意图

具体实施方式

所有实施例焊丝都由现有成熟的药芯焊丝成型机制出：

1.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取中碳铬铁40克、中碳锰铁16克、低硅硅铁10克、铌铁7克、钛铁6克、钼铁10克、钨铁11克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.4mm、3.15mm、2.95mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.4mm。堆焊三层，焊接电流320～380A，焊接电压26～30V，焊接速度300毫米～600毫米/分钟。支撑辊温度保持在400℃以上。焊后经550℃回火，冷却后经表面探伤和超声检测，堆焊金属无裂纹产生。堆焊层熔敷金属硬度见表1。