[发明专利]一种磨辊堆焊无渣自保护药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及磨损修复技术领域，尤其涉及的是一种磨辊堆焊无渣自保护药芯焊丝。

背景技术

磨损是摩擦的接触面由于发生了相对运动，由于接触应力的作用，表面发生损伤和失效的过程，通常情况下，发生磨损的零部件的几何尺寸(体积)变小。目前针对零件表面磨损的问题，主要通过堆焊来进行表面修复，不但提高零件使用寿命，而且与更换设备相比，显著降低了费用。所谓堆焊，是为了增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能熔覆金属而进行的焊接。随着科学技术的不断发展进步，耐磨堆焊技术作为材料表面保护的一项有效措施，应用领域正逐渐扩大，并且在许多易磨损领域中该技术已相当成熟。但是大多数的焊丝配方中都含有大量的碳，对于自保护药芯焊丝来说，通常在焊丝当中加入了大量的石墨，导致在堆焊过程中产生了大量的烟雾和粉尘；焊丝的填充率比较低，依靠外层的钢带外皮无法很好的保护熔滴进行过渡，导致焊接过程中的飞溅较大，电弧稳定性差，无法承受大电流焊接；焊丝的直径较小，单道次堆焊宽度小，效率低。在Fe-Cr-C系堆焊合金基础上，目前研究比较多的是高铬铸铁型堆焊合金，依靠在堆焊过程中形成的M₇C₃型初生碳化物，可以显著提高堆焊层的硬度，虽然此种碳化物硬度很高，但是其尺寸一般较大，且大小不均匀，导致在磨损过程中容易从基体上剥落；此外，考虑到焊丝的填充率以及合金元素的过渡，要向堆焊层中过渡如此高含量的铬，实现起来非常困来，针对企业来说，势必大大增加了生产成本。因此本发明在药芯焊丝的成分设计中，适当的降低碳和铬的添加量，通过加入价格低廉的强碳化物形成元素，提供了一种工程中可以使用的无渣自保护堆焊药芯焊丝

目前大面积耐磨堆焊存在着生产效率低，堆焊工艺较复杂，劳动强度大，成本高以及堆焊层性能较低等问题，工程实际中迫切需要设计和制造出耐磨性能好、施工工艺简单和堆焊效率高的焊接材料。因此，研制一种新型的无渣自保护堆焊药芯焊丝具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种一种磨辊堆焊无渣自保护药芯焊丝。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种磨辊堆焊无渣自保护药芯焊丝，包括外皮和粉芯，其特征在于：所述外皮是H08A材料制作的，所述粉芯包括以下组分：高碳铬铁、钛铁、钒铁、磷铁、锰铁、硅铁、石墨、铝粉和铁粉。

作为对上述方案的进一步改进，所述粉芯中各组分的质量百分比含量为：

作为对上述方案的进一步改进，所述粉芯中各组分的质量百分比含量为：

作为对上述方案的进一步改进，粉芯在所述药芯焊丝中的填充率为40％。

作为对上述方案的进一步改进，所述药芯焊丝的外径为2.8mm，制作外皮所用的钢带的厚度为0.4mm。

本发明还提供一种上述药芯焊丝的粉芯的配制方法，粉芯中含目标元素的组分的质量百分含量是依据以下公式计算出的，

Y_X＝[X_h-X_d(1-q)η]/qX_Feη

式中：Y_X是粉芯中含目标元素的组分X的百分含量；

X_h是设计中焊层材料中目标元素的百分含量；

X_d是制作外皮钢带中目标元素的百分含量；

X_Fe是组分X中目标元素的百分含量；

q是药芯焊丝的填充率；

η是元素X的合金过渡系数；

依据上述公式计算出各组分的百分含量后，依据其含量配料混合后获得粉芯；

目标元素是铬、钛、钒、磷、锰和硅，与其相对应的含目标元素的组分为高碳铬铁、钛铁、钒铁、磷铁、锰铁和硅铁。