本發(fā)明涉及焊接材料，具體的，涉及一種炸裂修復用堆焊焊條。

背景技術(shù)：

1、堆焊焊條是一種用于工件表面堆焊的焊接材料，它是在金屬芯外涂覆一層藥皮組成，藥皮中含有各種合金元素、造渣劑、穩(wěn)弧劑等成分，在焊接過程中，藥皮會熔化形成熔渣，保護焊接熔池，同時合金元素會過渡到熔池中，與母材融合，在母材表面形成一層具有特殊性能的堆焊層。堆焊焊條廣泛應用于機械制造、冶金、電力等領(lǐng)域。

2、堆焊焊條的作用主要包括修復受損表面、增強性能、避免工件報廢、簡化修復工藝等方面，其中對于出現(xiàn)炸裂等損壞情況的工件，尤其是像燒結(jié)臺車這種在高溫和冷卻交替環(huán)境下工作而出現(xiàn)裂紋、炸裂的設(shè)備，堆焊焊條就可以用于填充和修復損壞的部位。

3、燒結(jié)臺車是我國及世界焦炭廠、燒結(jié)球廠不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，其制造通常采用球墨鑄鐵。球墨鑄鐵在一定程度上類似鑄鋼，采用它能夠降低成本并達到較好的使用效果，然而，燒結(jié)臺車在工作過程中面臨諸多問題。其工作性質(zhì)決定了它長期處于高溫、冷卻交替的狀態(tài)，這種長期冷熱過渡變化會導致球墨鑄鐵變白口化，使材料的延伸性和塑性發(fā)生改變，進而在臺車軸承座部位出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象，隨著燒結(jié)臺車軸承座支撐部位的長期使用，裂紋不斷擴展，最終可能導致價值百萬的燒結(jié)臺車報廢。此外，由于自然溫度與燒結(jié)時的溫度溫差較大，也容易引發(fā)開裂問題。

4、燒結(jié)臺車作為各廠的主要工具，一旦損壞且當備件供應不上時，會直接造成停產(chǎn)或周轉(zhuǎn)困難。但采用傳統(tǒng)堆焊焊條，即便在焊前對臺車預熱（約400℃）且焊后進行熱處理，熱影響區(qū)開裂現(xiàn)象仍較為嚴重，同時焊前預熱和焊后熱處理不僅浪費大量能源，使焊接工藝復雜，還增加了人工勞動強度，給企業(yè)造成較大經(jīng)濟損失。

5、在燒結(jié)過程中，燒結(jié)臺車需要承載和運輸大量的礦石、焦炭等物料，這些物料在臺車上移動，會與臺車表面產(chǎn)生持續(xù)的摩擦，若堆焊焊條修復后的部位不具備耐磨性能，在長期的物料運輸過程中，修復區(qū)域很容易被磨損，進而影響燒結(jié)臺車的正常運行，高硬度的堆焊焊層能夠確保在較長時間內(nèi)，修復區(qū)域不會因為磨損、變形或開裂等問題而再次失效。

6、因此研制一種炸裂修復用堆焊焊條，提升堆焊焊層的硬度和耐磨性能，提升焊層的抗開裂性能，應用于鑄鐵臺車的堆焊修復中，不僅減少了能源消耗，避免了制造過程對環(huán)境的污染，還可以通過免預熱、免熱處理堆焊，使報廢的鑄鐵臺車恢復原來的形狀和尺寸，并提高其使用壽命。對解決我國焦炭廠、燒結(jié)球廠普遍存在的臺車損壞不能修復的這一難題具有重要的工程意義，且其市場空間非常廣闊。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種炸裂修復用堆焊焊條，解決了相關(guān)技術(shù)中堆焊焊層硬度低、耐磨性能差的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出一種炸裂修復用堆焊焊條，包括焊芯和包覆在所述焊芯外的藥皮，藥皮包括以下重量百分比的原料：白土子1%~2%、螢石20%~30%、石英1%~3%、金紅石2%~4%、鈦鐵4%~7%、高碳錳鐵1%~3%、硅鐵1%~3%、氧化鈰4%~7%、金屬鎳15%~17%、硬質(zhì)相4%~10%、余量為大理石，所述焊芯為h08a鋼焊絲；

3、所述硬質(zhì)相為碳化物。

4、作為進一步的技術(shù)方案，所述碳化物包括碳化鎢、碳化硼、碳化鈦中的一種或多種。

5、作為進一步的技術(shù)方案，所述金屬鎳與所述硬質(zhì)相的質(zhì)量比為3:1~2。

6、本發(fā)明中，通過限定金屬鎳和碳化物的質(zhì)量比，增強兩者間的強化作用，進而提高堆焊層的硬度和耐磨性能。

7、作為進一步的技術(shù)方案，當所述碳化物由碳化鎢和碳化鈦組成，所述碳化鎢和所述碳化鈦的質(zhì)量比為2~3:1。

8、本發(fā)明中，同時添加碳化鎢和碳化鈦為碳化物，通過限定兩者的質(zhì)量比，發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，形成更為合理的硬質(zhì)相分布，增強兩者與金屬鎳的結(jié)合強度，進一步提高堆焊層的硬度和耐磨性能。

9、作為進一步的技術(shù)方案，所述碳化鎢為負載碳化鎢，所述負載碳化鎢的載體為介孔二氧化硅，活性成分為碳化鎢。

10、本發(fā)明中，使用介孔二氧化硅為載體，對碳化鎢進行負載，提高碳化鎢的分散性，增強碳化鎢的穩(wěn)定性，進一步提高堆焊層的硬度和耐磨性能。

11、作為進一步的技術(shù)方案，所述負載碳化鎢的原料中，載體與活性成分的質(zhì)量比為10:1~2。

12、作為進一步的技術(shù)方案，所述負載碳化鎢的制備方法包括以下步驟：將碳化鎢的前驅(qū)體分散于溶劑中，加入介孔二氧化硅，分散均勻后烘干，經(jīng)碳化反應即得負載碳化鎢。

13、作為進一步的技術(shù)方案，所述介孔二氧化硅的直徑為100~400nm。

14、作為進一步的技術(shù)方案，所述碳化鎢的前驅(qū)體包括氧化鎢和石墨，所述氧化鎢和石墨的摩爾比為1:1。

15、作為進一步的技術(shù)方案，所述碳化反應的溫度為1200~1300℃，保溫的時間為2~4h。

16、作為進一步的技術(shù)方案，所述硅鐵為純化硅鐵，純化的溫度為720~750℃，保溫時間為0.8~1.2h。

17、作為進一步的技術(shù)方案，所述高碳錳鐵為純化高碳錳鐵，純化的溫度為300~350℃，保溫時間為0.8~1.2h。

18、本發(fā)明還提出一種炸裂修復用堆焊焊條的制備方法，包括以下步驟：稱取所述藥皮重量百分比的原料，混合均勻后，用粘結(jié)劑壓涂在所述焊芯上，烘干打磨后，即得炸裂修復用堆焊焊條。

19、作為進一步的技術(shù)方案，所述烘干的溫度為250~300℃。

20、作為進一步的技術(shù)方案，所述粘結(jié)劑包括水玻璃、粘土中的一種或兩種。

21、作為進一步的技術(shù)方案，所述鈦鐵中鐵含量為30wt%~80wt%，所述高碳錳鐵中碳含量6wt%~7wt%；所述硅鐵中硅含量為70wt%~75wt%。

22、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

23、本發(fā)明中，以大理石、螢石、石英等礦石類物質(zhì)和鈦鐵、高碳錳鐵等合金材料為主料，添加金屬鎳和氧化鈰等輔料，在此基礎(chǔ)上添加碳化物為硬質(zhì)相制備得到焊條藥皮層，碳化物通過阻礙位錯運動，提高堆焊層的硬度，通過抵抗磨粒磨損，提高堆焊層的耐磨性能。

技術(shù)特征：

1.一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，包括焊芯和包覆在所述焊芯外的藥皮，所述藥皮包括以下重量百分比的原料：白土子1%~2%、螢石20%~30%、石英1%~3%、金紅石2%~4%、鈦鐵4%~7%、高碳錳鐵1%~3%、硅鐵1%~3%、氧化鈰4%~7%、金屬鎳15%~17%、硬質(zhì)相4%~10%、余量為大理石，所述焊芯為h08a鋼焊絲；所述硬質(zhì)相為碳化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述碳化物包括碳化鎢、碳化硼、碳化鈦中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述金屬鎳與所述硬質(zhì)相的質(zhì)量比為3:1~2。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，當所述碳化物由碳化鎢和碳化鈦組成，所述碳化鎢和所述碳化鈦的質(zhì)量比為2~3:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述碳化鎢為負載碳化鎢，所述負載碳化鎢的載體為介孔二氧化硅，活性成分為碳化鎢。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述負載碳化鎢的原料中，載體與活性成分的質(zhì)量比為10:1~2。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述負載碳化鎢的制備方法包括以下步驟：將碳化鎢的前驅(qū)體分散于溶劑中，加入介孔二氧化硅，分散均勻后烘干，經(jīng)碳化反應即得負載碳化鎢。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述介孔二氧化硅的直徑為100~400nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述碳化鎢的前驅(qū)體包括氧化鎢和石墨，所述氧化鎢和石墨的摩爾比為1:1。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種炸裂修復用堆焊焊條，其特征在于，所述碳化反應的溫度為1200~1300℃，保溫的時間為2~4h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種炸裂修復用堆焊焊條，包括焊芯和包覆在焊芯外的藥皮，藥皮包括以下重量百分比的原料：白土子1%~2%、螢石20%~30%、石英1%~3%、金紅石2%~4%、鈦鐵4%~7%、高碳錳鐵1%~3%、硅鐵1%~3%、氧化鈰4%~7%、金屬鎳15%~17%、硬質(zhì)相4%~10%、余量為大理石，焊芯為H08A鋼焊絲；硬質(zhì)相為碳化物。通過上述技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中堆焊焊層硬度低、耐磨性能差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王兆玉,王志利
受保護的技術(shù)使用者：唐山藍燕焊接材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2