[发明专利]一种铁基记忆合金焊条的配方及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低残余应力高疲劳强度焊条的设计制造技术，特别是一种铁基记忆合金焊条的配方及其制造方法。

背景技术

焊接材料由于热收缩的原因会在焊后产生残余拉伸应力，使焊接结构尺寸、形状难以保证，并导致焊缝疲劳强度下降。按照消除残余应力机理，应设法消除和减少产生残余应力的固有应变源。根据这一理论，现有的消除残余应力方法工艺要求复杂，甚至需要增加额外工序，大大增加了焊接成本。为了解决该问题，太田昭彦等人使用在焊接结束时的室温或者接近室温的温度完成马氏体相变膨胀的焊接材料和含有二氧化碳的保护气体，在焊接金属上进行电弧焊接，提出了低相变温度焊接材料的新“焊接方法”（日本专利第3010211号），使用该焊接材料和方法的优点是焊前不需预热焊后也不需热处理即可提高焊接疲劳强度，但在使用中也存在冲击强度不够高、应用范围受限的问题。为此，太田昭彦等人又申请了中国专利《使用低相变温度焊接材料的焊接方法》（专利号：03821352），该专利给出了使用低相变温度焊接材料焊接时的气体保护措施及严格的工艺路径，该方法的优点是焊接疲劳强度高、冲击强度大，缺点是焊接过程中的工艺复杂对保护气体要求高。另外，需要指出的是现有的“低相变温度焊接材料”都是以温度诱发马氏体相变来松弛焊接残余应力的。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既可消除焊缝残余应力和又可提高焊缝疲劳强度的铁基记忆合金焊条及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案包括一种铁基记忆合金焊条的配方和一种铁基记忆合金焊条的制造方法。

一种铁基记忆合金焊条的配方，包括焊条焊芯的配方和焊条药皮的配方，所述的焊条焊芯的化学成分的质量百分比如下：

C：0.02%～1.2%；

Mn：5%～25%；

Si：2%～10%；

Ni：1%～10%；

Cr：0.5%～15%；

V：0～2%；

Nb：0～2%；

Ti：0～2%；

Zr：0～2%；

N：0～2%；

余量为Fe及不可避免的杂质；

所述的焊条药皮的配方为以下三种之一：

A、酸性焊条药皮的配方的质量百分比为：

大理石5%~10%；

萤石5%~10%；

长石5%~8%；

白云母8%~10%；

石英15%~20%；

中碳锰铁10%~12%；

钛白粉15%~20%；

金红石25%-30%；

纤维素2%~4%；

其他0～10%；

B、碱性低氢焊条药皮的配方的质量百分比为：

大理石30%~50%；

萤石15%~20%；

石英3%~5%；

中碳锰铁5%~10%；

钛铁粉10%~15%；

钛白粉5%~8%；

铝粉2%~4%；

其他0～10%；

C、不锈型焊条药皮配方的质量百分比为：

大理石3%~5%；

长石8%~10%；

萤石3%~5%；

白云母5%~8%；

钛白粉8%~10%；

金红石15%-20%；

石英2%~4%；

锰粉28%~35%；

硅粉7%~10%；

铬粉3%~5%；

镍粉2%~4%；

其他0～10%。

一种铁基记忆合金焊条的制造方法，包括以下步骤：

A、铁基记忆合金焊芯制造

按设计要求选用熔炼材料，按焊条焊芯的配方配比混合后，采用真空感应熔炼炉熔炼；熔炼时待原料全部溶化后，保温30min左右使成分均匀，然后模浇铸成铸锭。铸锭在大约1200℃均匀化退火24h之后切去帽口，车去外皮，热锻成方形坯料，始锻温度1050℃，终锻温度不低于900℃，以防锻裂；方坯经过热轧呈φ6～10mm的盘条，开轧温度1050℃，终轧温度不低于900℃。盘条再经过酸洗，在1050℃下拉拔成焊条焊芯所需规格的丝材，再在校直切断机上按要求的长度进行校直和切断成焊条焊芯；焊芯须在真空热处理炉中进行1000℃×1h的固溶处理；所述的所需规格为φ0.8～5mm；

B、焊条药皮的制备