[发明专利]耐磨耐冲击自保护堆焊药芯焊丝

说明书

技术领域

属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用用于堆焊修复耐岩石、泥沙、矿物料等强烈冲击、磨损的机械零件，如铲车斗齿、破碎机锤头、挖泥机叶片、凿岩机凿齿等。

背景技术

矿山机械零部件，如挖掘机斗齿、颚板、破碎机锤头、挖泥机叶片等在工作过程中不仅遭受严重冲击，还要经受强烈的磨损，故其寿命短，需要频繁更换，大大增加了成本。而采用堆焊的方法对失效的零部件进行堆焊修复，因修复费用最多只占更换新件的三分之一，可节约很大一部分成本，故这种修复技术广泛应用于工程施工领域。目前，修复技术不论在方法和材料上都存在较大缺陷。从堆焊方法上来说，现在主要采用焊条和气保护焊丝来堆焊，焊条由于利用率低，不仅修复效率低，而且增加成本；矿山机械零部件的修复大多都是现场野外修复，一旦风力大于四级，气保护焊接就不能正常进行。从堆焊材料上来说，目前市场上大多采用高锰钢材料来进行堆焊修复，高锰钢材料具有很好的加工硬化性能，能抵抗严重冲击，但同时存在强烈磨损的工况下，将会很快失效。

因此，现阶段如何采用可行的堆焊修复方法，结合先进的堆焊材料，尽可能延长矿山机械零部件的服役寿命，是一个急需解决的问题。

本发明所要解决的问题，就是克服上述传统堆焊修复方法及材料的不足，提供一种能抗四级风力焊接，能遭受严重冲击、强烈磨损，从而极大延长矿山机械零部件寿命的自保护堆焊药芯焊丝。

发明内容

本发明所提供的耐磨耐冲击自保护堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述的药芯成分质量百分含量范围如下：

碳化铬：10～50％，金属锰：1～4％；低硅硅铁：1～4％；钼铁：8～14％；钒铁：25～35％；钛铁：2～6％；铌铁：5～8％；氟硅酸钠：2～5％；金红石：3～6％；锆英石：2～5％；氟化钠：1～3％。

其中各组分作用如下：

碳化铬：向焊缝金属过渡合金元素；

金属锰：向焊缝金属过渡合金元素，脱氧，保护熔池；

低硅硅铁：向焊缝金属过渡合金元素，脱氧，保护熔池；

钼铁：向焊缝金属过渡合金元素；

钒铁：向焊缝金属过渡合金元素；

钛铁：细化晶粒，提高韧性，脱氮；

铌铁：向焊缝金属过渡合金元素；

氟硅酸钠：造渣，稳定电弧；

金红石：造渣，保护熔池；

锆英石：造渣，保护熔池；

氟化钠：稳定电弧。

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1.2～2.0mm，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。取碳化铬10克、金属锰4克、低硅硅铁4克、钼铁14克、钒铁35克、钛铁6克、铌铁8克、氟硅酸钠5克、金红石6克、锆英石5克、氟化钠3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：2.8mm、2.4mm、2.0mm、1.6mm、1.4mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。堆焊三层，焊接电流250～350A，焊接电压28～35V，焊接速度400毫米～600毫米/分钟。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、相对耐磨性、抗冲击性能见表1。