專利名稱：無渣耐磨堆焊電焊條的制作方法
無渣耐磨堆焊電焊條，由硼鐵、鉬鐵、釩鐵、銀片石墨、金屬鉻、鈦鐵、稀土合金、鋁粉、硅鐵、H08A焊芯、鈉水玻璃等制成。現(xiàn)有的堆焊電焊條的涂層材料中均含有造渣劑、造氣劑、穩(wěn)弧劑、稀釋劑、增塑劑。如中國86101106.6號專利，即高硬度耐磨損不預(yù)熱堆焊電焊條，其涂層材料的配比如下
施焊時，其中專門加入的大理石起造渣和造氣作用，專門加入的螢石和石英起造渣和稀釋作用，專門加入的鈦白粉起造渣、穩(wěn)弧作用，施焊后，堆焊層金屬的硬度為HRC58～62，堆焊層成分為
現(xiàn)有堆焊電焊條施焊后，焊道上均有一層較厚的熔渣，需要作去渣處理，特別是有些工件的死角位置，熱狀態(tài)工作設(shè)備的搶修，去渣更為困難，工人勞動強度大，勞動條件差，從而降低了堆焊生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是研制一種施焊后不需敲渣的耐磨堆焊電焊條。
本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條是由下述方法實現(xiàn)的選擇堆焊電焊條涂層材料配方的原料時，去掉現(xiàn)有的堆焊電焊條中專門加入涂層材料中的造渣劑，去掉專門加入的穩(wěn)弧劑、造氣劑、稀釋劑，如去掉現(xiàn)有的堆焊電焊涂層材料中專門加入的起造渣、造氣作用的大理石，去掉專門加入起造渣、稀釋作用的螢石、石英，去掉專門加入起造渣、穩(wěn)弧作用的鈦白粉等等，在保證施焊時電弧能穩(wěn)定燃燒，合金元素大部分能過渡到堆焊層金屬中去，以及熔融金屬有良好的流動性的前提下，經(jīng)反復試驗，選擇了本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條的涂層材料的配方按重量比為
硼鐵 鉬鐵 釩鐵 石墨 金屬鉻 鈦鐵 稀土合金 鋁粉 硅鐵 其他18～24 30～40 20～25 6～8 3～5 2～3 1～3 1～2 1～2 ＜2
焊芯材料H08A，涂料單邊厚度1.25毫米，焊接電流種類直流正接。
(1)本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條施焊時穩(wěn)弧性的實現(xiàn)。由于本發(fā)明的堆焊電焊條的涂層材料中沒有加入大理石、金紅石、長石、云母、鈦鐵礦等能起穩(wěn)弧作用的物質(zhì)，也沒有加入穩(wěn)弧效果較好的碳酸鉀、碳酸鈉等物質(zhì)，實現(xiàn)焊接電弧穩(wěn)定燃燒，是依靠堆焊焊條的涂層材料中加大了銀片石墨的比例(重量配比6～8)，新加入鋁粉(重量配比1～2)，加入鈦鐵(重量配比2～3)，這些物質(zhì)在施焊時易氧化而產(chǎn)生大量的熱量，鈦和鋁的電離勢較低，從而穩(wěn)定焊接電弧。
(2)本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條施焊時合金元素過渡的實現(xiàn)由于本發(fā)明的堆焊電焊條的涂層材料中沒有專門加入造渣、造氣劑，要保證有益的合金元素盡可能過渡到堆焊金屬中，本發(fā)明的堆焊電焊條的涂層材料中加入了鈦鐵(重量配比2～3)、硅鐵(重量配比1～2)，稀土合金(重量配比1～3)，這些物質(zhì)對氧有較大的親合力，優(yōu)先氧化，最大限度地降低焊接區(qū)的含氧量，同時，堆焊金屬合金系統(tǒng)以對氧親合力較小的鉬(鉬鐵重量配比30～40)為主形成碳化物，保證合金元素的過渡，本發(fā)明的合金元素鉻、鉬、釩、硼的過渡系數(shù)分別為0.73～0.84、0.74～0.87、0.55～0.64、0.51～0.74。
(3)本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條施焊時熔融金屬良好流動性的實現(xiàn)本發(fā)明的堆焊電焊條的涂層材料中加入鋁粉(重量配比1～2)硅鐵(重量配比1～2)，鉬鐵(重量配比30～40)，釩鐵(重量配比20～25)，金屬鉻(重量配比3～5)，石墨(重量配比6～8)等，降低了堆焊金屬熔點，使液態(tài)金屬存在的時間較長，特別是有些合金元素(如硼)的加入使液態(tài)金屬中產(chǎn)生較多的共晶體，保證了熔融金屬有較好的流動性。
(4)本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條壓制的實現(xiàn)由于本發(fā)明的堆焊電焊條的涂層材料中大部分是鐵合金，焊條的壓涂性能較差，為此，大量試驗表明，壓制時，將鈉水玻璃的濃度控制在48～50波梅度范圍內(nèi)，焊條的壓涂性能較好;同時，不同石墨對壓涂性能有較大的影響，本發(fā)明的堆焊電焊條采用小片的銀片石墨;還有鐵合金的粒度大小對壓涂性能也有較大的影響，粒度越小，壓涂性能越好，本發(fā)明的堆焊電焊條涂層材料配方中的組成物均100%通過40目篩。
本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條施焊后堆焊層金屬成分為B Mo V C Cr2.4～3.8 11.2～18.34.2～6.5 2.4～3.32.1～3.5
TiAlSi S P0.02～0.06 0.01～0.04 0.6～1.2 ≤0.035 ≤0.04
堆焊層硬度HRC≥60。
本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條，施焊后，沒有專門的造渣劑所造的熔渣(但有極少量鐵合金中的雜質(zhì)和合金元素脫氧與燒損留下的熔渣)，堆渣多道多層不需敲渣，減少了合金元素在熔渣中的殘留損失，熔融金屬的流動性好，焊道表面光滑，焊條的利用率達90%以上，成本和現(xiàn)有堆焊電焊條相當，另外，堆焊時，工件不需預(yù)熱，堆焊層硬度高，耐磨性好，同時也減輕了工人的勞動強度。
實施例本發(fā)明的無堆焊電焊條的涂層材料按下述配比硼鐵 鉬鐵 釩鐵 石墨 金屬鉻 鈦鐵 稀土合金 鋁粉 硅鐵 其他20 35 20 7 3 2 2 11＜2
所采用的材料中，硼鐵成分中含硼16%，鉬鐵含鉬大于60%，釩鐵含釩50%，銀片石墨含碳大于90%，鈦鐵含鈦25%，稀土合金為R27，硅鐵含硅40～47%，金屬鉻和鋁粉為工業(yè)純。以上配比共91～92份，克為單位，每種涂層材料擴大10倍稱取，如硼鐵稱200克，這樣共稱910～920克，全部經(jīng)40目過篩放入面盆，充分干攪拌均勻，再慢慢加入波梅度為49的鈉水玻璃(加有微量高錳酸鉀)充分濕攪拌均勻，干濕度由經(jīng)驗確定，用25噸壓涂機壓制，焊芯為H08A，直徑φ4，外徑模φ為6.5，壓制出來后經(jīng)低溫和高溫烘干，在350℃時保溫1.5小時。試焊時，采用直流電焊機，正接性，電流為180A，試件尺寸為100×80×20mm，材料為A3鋼，在試件的中線焊上單道，不經(jīng)任何熱處理，自然冷卻后磨平，三點硬度值(HRC)分別為61、63、63。另外在長×寬×厚為1000×800×500mm的普通A3鋼板上焊上一道焊道，表面僅有微渣且不連續(xù)，在自制剛性固定夾具上堆焊一道，也未見表面和切片試驗微觀裂紋。
本發(fā)明的無渣耐磨堆焊電焊條，適用于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼的堆焊。也可在某些中、高合金鋼及鑄鐵上進行堆焊。
權(quán)利要求
1.無渣耐磨堆焊電焊條，由硼鐵、鉬鐵、釩鐵、銀片石墨、金屬鉻、鈦鐵、稀土合金、鋁粉、硅鐵、H08A焊芯、鈉水玻璃等制成，其特征在于主要的涂層材料的配比按重量比為硼鐵18～24、鉬鐵30～40、釩鐵20～25、銀片石墨6～8、金屬鉻3～5、鈦鐵2～3、稀土合金1～3、鋁粉1～2、硅鐵1～2、其他小于2，涂料單邊厚度為1.25毫米。
2.按權(quán)利要求1所述的無渣耐磨堆焊電焊條，其特征在于涂層材料配方中的組成物100%通過40目篩。
3.按權(quán)利要求1所述的無渣耐磨堆焊電焊條，其特征在于焊條壓制時鈉水玻璃的濃度(Be)為48～50。
全文摘要
無渣耐磨堆焊電焊條，其涂層材料包括硼鐵、鉬鐵、釩鐵、石墨、金屬鉻、鈦鐵、稀土合金、鋁粉、硅鐵等，該焊條堆焊前，工件不需預(yù)熱，焊接過程中電弧穩(wěn)定，熔池清晰，流動性好，堆焊多道多層不需敲渣，且單層洛氏硬度≥60，適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼和某些中、高合金鋼堆焊。
文檔編號B23K35/365GK1051005SQ9010611
公開日1991年5月1日 申請日期1990年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月20日
發(fā)明者張清輝 申請人:湘潭大學