[发明专利]特种铸铁电焊条

说明书

本发明属于铸铁焊接材料。

目前国内外焊接铸铁大都采用铸铁焊条。这些焊接材料大都是含高碳高硅元素，如苏联专利757284介绍的焊条，碳含量在3%～4%之间，硅含量在1～3.5%之间，其他根据需要可加入钼、镍、铜、铝等合金元素。苏联专利622608介绍的焊条化学成分，碳的含量在3.4～3.8%之间，硅的含量在2.5～3.5%之间，其他可根据需要加入锰、镍、铜、镁等合金元素。美国专利，U.S4054776也介绍了焊接铸铁的工艺和铸铁焊条，其焊条的化学成分碳的含量也在2.30～3.0%之间，硅为2.64%，其他的合金元素是根据需要加入的锰、铬、镍、钼等。德国专利DE2819523介绍铸铁焊条的化学成分，碳在1～4%，硅在1～5%，镍在0.5～10%，铜在0.5～15%，稀土在0.5～2%，锰在0.5～2%之间。国内外也有用碳钢焊条焊接铸铁件的，如美国专利U.S.A4054777介绍的焊条，它的合金元素，碳含量在0.085～0.95%之间，硅含量为2.5%，其他合金元素铬、镍、钼、锰等含量都为少量的。

国内外常焊接铸铁的焊条还有Z₃₈₀和Z₄₀₈，这两条焊条多采用镍基元素为主，如Z₃₈₀焊条镍含量高达90%以上，Z₄₀₈焊条镍含量在45～60%之间，因此这种焊条的价格昂贵，每吨达10～15万元，且不易进行全位置和大面积堆焊。国内外也有采用低碳钢焊条焊接铸铁的，如J₄₂₇焊条，它的化学成分（%）是：C≤0.12;Mn≤1.25;Si≤0.9，但焊接的效果不能令人满意。

本发明目的是设计出一种低合金焊条来代替高碳高硅铸铁焊条和镍基合金焊条，以达到降低焊条成本、简化焊接工艺和实现优良焊接效果。

本发明焊条渣系是采用现有技术低氢型渣系，属于超低氢型熔敷金属氢含量H₂≤1ml/100g，在药皮中加入阻止碳迁移元素，强脱硫去氢物质及固定碳的强碳化物元素及球化剂。这些措施可以防止白口化及马氏体淬硬组织的出现。本发明焊条熔敷金属的化学成分如下：（重量%）C＝0.15;Si＝0.70;Mn＝0.50～1.50;P和S≤0.030;Ni＝1.0～3.0;Nb＝0.2～0.5;Nd＝0.5～1.0;其余为Fe。由于该焊条中加入强碳化物形成元素铌，该元素可以防止碳迁移，并且和氮氧有较强的亲和力，可降低焊缝金属中的气体含量。另外该焊条还加入了稀土元素钕（Nd），该元素也能降低金属中气体氧、氢、氨含量，作为球化剂，它可以改善焊接铸铁时碳的形态，另外该元素对去除焊缝金属中的硫磷含量也有益处。

本发明的特点就是采用低碳低合金，含有铌和稀土元素钕，它不同于以往高碳硅铸铁焊条，也不同于高合金的Ni基及其他含铜等合金焊条。

本发明的优点在于该焊条是一种具有强韧性的特种铸铁焊条，熔敷金属的抗裂性能很好，与基材结合平滑，适用于多种铸铁的修复。

下面是该发明的实施例。鞍钢第一发电厂高炉鼓风机风缸，由于长期使用后发生了磨损，有的风缸法兰因事故局部折裂。我们采用了我们新研制的焊条，成功地对高炉鼓风机风缸（灰口铸铁）磨损部分进行了堆焊，对断裂部分进行了对接补焊，最大焊接厚度为100mm。从而解决了以前一直没解决的难题。焊接后经各种检测质量良好，不但为公司节约了数百万元资金，而且还保证了高炉的正常生产。另外对铸铁管的漏洞，以前采用其他铸铁焊条及方法均没得到解决，采用我们新研制的焊条进行焊补取得了成功。