本发明专利技术介绍了一种高硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，焊丝原料采用普通低碳钢冷轧钢带，填充药芯粉末重量占焊丝总重量的１７～２２％；药芯含金红石１３～３０％、氟化物５～２６％，镁砂３～１４％，石英０～１０％，钾长石２～８％，铝镁合金２～５％，金属铬１４～３３％，片状石墨５～１５％，４５＃硅铁２～５％，金属锰７～１１％，钼铁５～１２％，钒铁０～６％，硼铁０～５％，金属钨６～１２％，稀土２～８％，余量为铁。本发明专利技术中的焊丝焊接工艺优良，焊接过程中电弧稳定，可全位置焊接，熔渣覆盖良好，脱渣容易，焊缝成型美观；多层堆焊后焊缝表面无裂纹，抗冲击性能好，堆焊层硬度高达５５～６１ＨＲＣ，耐磨损性能优良。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焊接领域 技术，特别是一种高硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝。
技术介绍
堆焊技术是使零部件表面获得具有耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能的熔敷金属而进 行的焊接过程。在冶金机械、矿山机械、农业机械、建筑机械、石油化工设备、交通运输、核电 设备、航天工业等部门的零部件的制造和修复中获得了广泛的应用。随着国家工业化的不 断发展，对新型硬质合金材料和与之对应的堆焊材料开发提出迫切要求。药芯焊丝相对于 其它焊接材料，具有合金成分调配灵活方便，焊接工艺性优秀，焊接效率高等优点，成为新 一代自动化焊接材料中的佼佼者，在堆焊领域有逐步取代焊条与实芯焊丝的趋势。从目前国内外高硬度堆焊药芯焊丝的研究状况来看，焊缝金属合金系统多为高 铬铸铁型合金系统，如专利号 CN200510127968. 1、CN200510031856. 6、CN200710175676. 4 等公开的技术均属这种类型的技术。虽然该合金系统具有很高的硬度，例如HRC>60，但其 堆敷金属由于含碳量较高，组织形态呈奥氏体基体加大量析出碳化物，造成堆焊层脆性很 大极易开裂。在堆敷金属承受交变冲击载荷的情况下不适用。例如高速钢零部件，热剪 刃和冷轧辊的堆焊修复，要求堆焊熔敷层具有较高的强韧性匹配。此外，我国堆焊药芯焊 丝品种主要以粗直径焊丝为主，药芯的填充率在35飞0%之间，如专利号CN96102347. 3、 CN200710191741. 2XN00103065. 5等公开的技术均属这种类型的技术。填充率较高使得无 法拉拔成细直径焊丝，只能用于平焊或角焊位置，操作灵活性较差。而细直径的CO2气体保 护药芯焊丝堆焊适应性强，易于实现各种零件尺寸及各种位置的堆焊。其次，细直径的CO2 气体保护堆焊药芯焊丝具有焊接电流密度大、熔敷系数高，电弧热量集中、堆焊变形小的特 点，保证了自动化焊接的高效率。且CO2气体氧化作用强，抗油、抗锈能力强，堆敷金属的扩 散氢含量较低，获得高硬度的同时有较高的韧性匹配。目前国内CO2气体保护堆焊药芯焊 丝产品较少，品种不全，且硬度和耐磨性偏低，抗裂性较差，在各行业中应用较少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，从 而克服目前高硬度堆焊药芯焊丝韧性较差以及细直径CO2气体保护堆焊药芯焊丝种类较少 的问题；本专利技术所要进一步解决的技术问题是提供的硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝在 焊接过程中电弧稳定，飞溅率低，熔渣覆盖良好，焊缝成型美观，表面无气孔和压坑；多层堆 焊后表面无裂纹，抗裂性能优良，堆焊层硬度高达55飞1HRC，能够适用于高应力磨料磨损及 应力交变载荷工况条件。为了实现解决上述技术问题的目的，本专利技术采用了如下技术方案本专利技术的一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，包括焊丝和药芯组成，焊丝形状 为中空的圆形细丝，焊丝原料采用普通低碳钢冷轧钢带，填充药芯粉末重量占焊丝总重量 的17 22% ；药芯的组分及重量百分比为金红石13 30%、氟化物5 26%，镁砂3 14%， 石英0 10%，钾长石2 8%，铝镁合金2 5%，金属铬14 33%，片状石墨5 15%，45# 硅铁2 5%，金属锰7 11%，钼铁:5 12%，钒铁:0 6%，硼铁:0 5%，金属钨6 12%，稀土 2、％，余量为还原铁粉；所述的氟化物为萤石、氟硅酸钠、氟铝酸钠、钾冰晶石中的一种或几 种任意比例的的混合物。 本专利技术的一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，更具体的技术方案可以是 所述的铝镁合金中铝的质量含量为47飞3%，镁的质量含量>47%;钼铁中钼的质量含量为 ^ 55% ；钒铁中钒的质量含量为38 45% ；硼铁中硼的质量含量为19 25% ；硅铁中硅的质 量含量为43 47%。本专利技术的一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，更具体的技术方案还可以 是所述的稀土中的质量要求是其中主要化学成分REO彡83%,Ce02/RE0彡45，F彡26。更 进一步具体的选择是稀土牌号REF3-I。本专利技术的一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，更具体的技术方案还可以 是所述焊丝的直径为φ 1. 2 Φ 1. 6mm。本专利技术的一种硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，更具体的技术方案还可以 是药芯配方中药粉的颗粒度控制在8(Γ160目，其中的矿物粉经40(T60(TC烘干广2小时， 合金粉经10(Γ130 烘干广2小时，后在混料机中均勻混合60分钟。这些技术方案，包括具体的、进一步具体的技术方案也可以互相组合或者结合，从 而达到更好的技术效果。药芯中各组分的主要作用简述如下金红石主要成分是TiO2，具有稳弧、减小熔滴表面张力、细化熔滴、调节熔渣熔点和流 动性、改善焊缝成型、减少飞溅等作用。本专利技术中金红石加入量为13 30%，金红石少于13% 时，改善工艺性作用不明显。金红石高于30%时，焊缝表面易出现压坑和气孔缺陷，且焊缝 含氧量增高，抗裂性变差。氟化物主要成分包括萤石、氟硅酸钠、氟铝酸钠、钾冰晶石中的一种或几种。氟化 物在焊接电弧高温的作用下分解出的F—与H+结合为非常稳定的HF，降低了焊接金属的扩 散氢含量，使得焊缝金属在具有较高耐磨性的同时具有一定的韧性。含量少于5%时，脱氢 效果不明显。当含量超过26%后，由于F与电弧中的电子结合成牢固的F—，减少了焊接电弧 中的自由电子，使焊接电弧的稳定性变差，熔滴呈大颗粒过渡，焊接飞溅变大。氟化物加入 量控制在5 26%。镁砂主要成分是MgO，能够提高熔渣的碱度，使合金成分保持较高的过渡系数， 净化焊缝，使熔渣的脱磷、脱硫的能力增强，提高焊缝金属的抗热裂纹能力，改善堆焊金属 的综合性能。含量少于3%时，净化焊缝效果不明显。当含量超过14%后会显著增大熔渣的 表面张力以及熔渣与熔化金属的界面张力，使熔滴粗化，并且镁砂的熔点较高，量过多时容 易产生压坑和麻点，恶化焊接工艺性。镁砂加入量控制在3 14%。石英主要成分是SiO2，可以调节熔渣的熔点及侵润性，减少熔渣的界面张力，改善熔渣流动性和细化熔滴，调高药芯焊丝的熔化效率。当含量超过10%后会使熔渣酸度增 大，氧化性增强，焊缝中氧化物夹杂增多，抗裂性变差。加入量应控制在(Γιο%。钾长石主 要起稳弧作用。其中所含K2O和Na2O高达12%以上，具有明显的稳定焊 接电弧、提高电弧电压和细化熔滴、提高熔化系数的作用。含量少于2%时起不到稳弧作用。 当含量超过8%时，因长石中含有高熔点的Al2O3使熔渣的粘度过高，降低熔渣的流动性，使 焊接金属的成形性变差，还易造成焊缝夹渣。铝镁合金主要起脱氧和稳弧的作用。铝是强脱氧剂，适量的铝可以保证焊缝中合 金元素的过渡系数较高。镁的燃点较低，易于在电弧中气化，起到细化熔滴与稳定电弧的作 用。但当铝镁合金含量超过5%时，冶金反应形成的高熔点Al2O3在熔渣中不易上浮，造成焊 缝夹杂。硅铁与锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。Mn和Si联合作用有利于降低焊缝中的氧 含量，与S结合形成MnS，防止低熔点FeS形成，防止焊缝金属中产生热裂纹的倾向，提高焊 缝的抗热裂纹的能力。加入量过多时会对焊缝的韧性造成损害。碳碳是强烈的奥氏体化形成元素和降低Ms点元素。碳具有间隙固溶强化的作 用。向焊缝中过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高硬度二氧化碳气体保护堆焊药芯焊丝，包括焊丝和药芯组成，焊丝形状为中空的圆形细丝，其特征是：焊丝原料采用普通低碳钢冷轧钢带，填充药芯粉末重量占焊丝总重量的１７～２２％；药芯的组分及重量百分比为：金红石：１３～３０％、氟化物：５～２６％，镁砂：３～１４％，石英：０～１０％，钾长石：２～８％，铝镁合金：２～５％，金属铬：１４～３３％，片状石墨：５～１５％，４５＃硅铁：２～５％，金属锰：７～１１％，钼铁：５～１２％，钒铁：０～６％，硼铁：０～５％，金属钨６～１２％，稀土：２～８％，余量为还原铁粉；所述的氟化物为萤石、氟硅酸钠、氟铝酸钠、钾冰晶石中的一种或几种任意比例的的混合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘瞿，王效莲，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：41[]
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