[发明专利]一种贝氏体钢电弧焊用焊条

说明书

本发明公开了一种贝氏体钢电弧焊用焊条，由焊芯和表面的药皮组成，所述焊芯由与待焊的贝氏体钢轨拉成的焊棒，所述药皮按组份的重量百分含量计，主要含有：Al₂O₃0.8‑1.8，CaO 46.0‑56.0，Cl 0.02‑0.04，Cr₂O₃0.02‑0.04，F 9.0‑14.0，Fe₂O₃3.0‑6.0，K₂O 2.5‑4.3，MgO 1.0‑2.0，MnO 1.0‑1.5，Na₂O 4.1‑4.5，Nb₂O₅0.038‑0.05，SiO₂13.9‑15.0，SrO 0.01‑0.03，TiO₂3.0‑9.0和ZrO 0.02‑0.08。这种焊条用于修补贝氏体钢轨及道岔，焊接后与母材硬度和耐磨性相当，可以有效提高产品使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种电弧焊用的焊条，具体来说是一种用于贝氏体钢轨焊接用的焊条。

背景技术

道岔是轨道线路结构三大薄弱环节之一，道岔的辙叉，由于有有害空间又是道岔的薄弱环节，是轨道结构的薄弱环节。使用过程中受机车的碾压、冲击所产生的病害，主要是磨耗和裂纹，整治方法是打磨和焊补。特别是磨损缺肉和裂纹打磨后必须焊补，方能正常使用。

辙叉的焊修是电焊为主，要求极为严格，在焊肉材质上要求机械性能和辙叉同材质、同性能。然而，焊补的操作环境与钢轨的生产环境和条件完全不同，若想达到焊肉的材质与性能与母材一致，有相当的难度，对于不同的母材，必须开发专用的焊条。

北京特冶工贸有限公司作为辙叉的专业研究和生产企业，与包钢合作开发了贝氏体钢组合辙叉，是一种马贝复相组织的贝氏体钢，辙叉寿命提高了2-3倍，但同样也出现磨损、压溃、微细裂纹常见的病害，因此需要电焊修补。然而，市场并没有针对这种钢轨的电弧焊焊条，因此在铁道科学研究院金化所、钢铁研究院焊接所的支持和指导下，开始研究贝氏体钢焊条，经过多年的研究、试验和验证，在京山、京广、京沪等主要干线取得焊修成功，得到本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于贝氏体钢焊接的电弧焊用焊条。

本发明的贝氏体钢电弧焊用焊条，由焊芯和表面的药皮组成，所述焊芯采用与焊接贝氏体钢同材质。药皮在焊接中起着极为重要的作用，好的药皮能够起到避免由于氧和氮的侵入造成的焊缝气孔、夹渣或裂纹，补充合金元素，并稳定电弧作用。本发明是针对贝氏体钢轨研发，没有现成的药皮可以直接采用和借鉴，经过反复试验，得到的合适的药皮按组份的重量百分含量计，主要含有：Al₂O₃ 0.8-1.8，CaO 46.0-56.0，Cl 0.02-0.04，Cr₂O₃0.02-0.04，F 9.0-14.0，Fe₂O₃ 3.0-6.0，K₂O 2.5-4.3，MgO 1.0-2.0，MnO 1.0-1.5，Na₂O4.1-4.5，Nb₂O₅ 0.038-0.05，SiO₂ 13.9-15.0，SrO 0.01-0.03，TiO₂ 3.0-9.0和ZrO 0.02-0.08。

进一步地，药皮还可以添加有NiO 0.01-0.02，或者添加有CuO 0.01-0.02和/或ZnO 0.02-0.04，以改善焊接质量。

特冶的辙叉用钢为U20Mn2SiCrNiMo，化学成份及其重量百分含量为：C 0.16-0.25，Si 0.70-1.20，Mn 1.60-2.45，Ni 0-0.7，Cr 0.6-1.2，Mo 0.15-0.6，P≤0.022，S≤0.015，其余为Fe，金相组织为贝氏体。为保证成份的一致，本发明的焊芯采用由钢轨切割后拔成的焊条棒。