一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝制造技术

一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝，属于焊接技术领域。该药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的12-25%；外皮为304不锈钢钢带；药芯成分的重量百分比为：TiO2：5-20%，Mn：30-70%，Si：0.5-5%，Al-Mg合金：0.5-5%，Ni：2-15%，Cr-Fe合金：5-30%，氟化物：0.5-2.5%，余量为铁粉。优点在于，本发明专利技术具有较好的工艺性能，焊接效率高，工人劳动强度小，其堆焊熔敷金属具有较好的抗接触疲劳性能和耐磨性能，可延长高锰钢铸钢辙叉及钢轨修复后的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接
特别涉及一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝。
技术介绍
道岔是铁道线路的重要组成部分，由高锰钢整铸而成的辙叉，又是道岔的关键部件，由于其存在有害空间，在火车车轮的碾压和冲击力作用下，极易产生磨损，当辙叉磨损到一定限度后，对行车安全非常不利，必须及时更换和修复。以往铁路铸钢辙叉普遍采用的是焊条电弧焊堆焊修复工艺，对工人技术素质要求高，而且焊接工艺复杂，修复过程中需动用吊装、运输设备及大量人工，劳动工时长、强度大，推广应用难度大。近年来，药芯焊丝在我国发展迅速，与手工电弧焊相比，采用药芯焊丝焊接的主要 特点有I)电流密度大，效率高，其熔敷效率是手工电弧焊高I 3倍以上；2)引弧容易，电弧稳定，焊接工艺性好；3 )节约焊材、降低成本，药芯焊丝与手工焊条相比，不仅减少了大量焊条残端，节约了焊材，而且由于药芯焊丝电弧焊的熔敷效率高，从而大大地减少了焊接时间，节约了电能；4)药芯焊丝半自动电弧焊是一种高效、优质的焊接方法，焊接效率高，工人劳动强度小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝。解决了现有技术工艺复杂，工作效率低和不易推广等问题。本专利技术所提供的药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的12-25%;外皮为304不锈钢钢带；药芯成分的重量百分比为=TiO2 :5-20%, Mn =30-70%, Si :0. 5-5%,Al-Mg 合金0. 5-5%，Ni :2-15%, Cr-Fe 合金5_30%，氟化物0. 5-2. 5%，余量为铁粉。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比为40-60% ；Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比为60-70% ;氟化物为BaF2、MgF2、CaF2, Na3AlF6和Na2SiF6中的一种或几种。药芯中各组分的作用如下TiO2:是渣形成组分，可以改善渣的覆盖性能和焊缝脱渣性，并使电弧集中、稳定，改善焊缝成型和减少飞溅。Mn :向焊缝金属过渡合金元素，确保熔敷金属的强度和韧性，降低氧、硫含量。Si :提供合适的熔渣粘度，增加电弧稳定性。作为脱氧剂确保焊接金属的强度和降低氧含量。Al-Mg :主要作用是脱氧脱氮。脱氧后产生的A1203，具有调节高温熔渣物理性能的作用，有利于改善焊接工艺性能。Ni :向焊缝金属过渡合金元素，确保熔敷金属的强度和韧性。氟化物药芯中的各种氟化物在高温下均能分解，汽化，产生大量的氟蒸汽而大大降低电弧气氛中的氢分压，从而起到去氢能力。药芯中的氟化物与大量金红石在焊接时发生反应，产生TiF4可与电弧气氛中氢原子及水蒸汽发生二次反应，形成不溶于钢液的稳定氢氟化物HF,从而降低了电弧气氛中的氢分压，降低焊缝氢含量。TiO2 + XF — XO + TiF4TiO2 + XF — XTiO3 + TiF4反应产物TiF4可与电弧气氛中氢原子及水蒸汽发生二次反应TiF4 + H — TiF + HF TiF4 + Η20(汽)—TiO2 + HF 多种氟化物的加入，如配方中的BaF2可以支持很短的电弧，焊接时降低电弧能量和焊丝燃烧速度，更容易控制熔池，部分氟化物分解出锂、钾、钠等电离势小于钙，有效提高焊丝的电弧稳定性。铁粉调节成分，保证电弧稳定性，提高熔敷效率。本专利技术的优点在于，采用本专利技术进行高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复，焊接工艺简单，效率高，工人劳动强度小，其堆焊熔敷金属具有较好的抗接触疲劳性能和耐磨性能，可延长高锰钢铸钢辙叉及钢轨修复后的使用寿命。具体实施例方式实施例I :高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的16% ;外皮采用304不锈钢钢带，药芯的化学组成(重量百分比)为TiO2 :5%，Mn 55%, Si :2%，Al-Mg 合金1%，Ni :8%，Cr-Fe 合金25%，BaF2 1%, MgF2 :1%，铁粉2%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比为42% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比为60%。实施例2 高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的13% ;外皮采用304不锈钢钢带，药芯的化学组成(重量百分比)为=TiO2 10%, Mn 40%, Si :5%，Al-Mg 合金0. 5%, Ni :12%，Cr-Fe 合金:30%，CaF2 1. 5%，铁粉1%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比为51% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比为70%。实施例3 高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的20% ;外皮采用304不锈钢钢带，药芯的化学组成(重量百分比)为TiO2 15%, Mn 65%, Si :1%，Al-Mg 合金3%，Ni :4%，Cr-Fe 合金8%，CaF2 0. 5%, Na3AlF6 :1%，，铁粉2. 5%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比为60% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比为65%。实施例4:高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的25% ;外皮采用304不锈钢钢带，药芯的化学组成(重量百分比)为TiO2 20%, Mn 31%, Si :4%，Al-Mg 合金5%，Ni :15%，Cr-Fe 合金:20%，MgF2 0. 2%, Na2SiF6 0. 3%,铁粉4. 5%οAl-Mg合金中Al含量的重量百分比为55% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比为68%。将实施例1-4中制备的药芯焊丝进行高锰钢铸钢辙叉和钢轨的堆焊，焊接过程中电弧稳定，飞溅少，焊缝成型、脱渣优良；采用GB/229-2007及GB228-2002标准测得其熔敷金属的力学性能指标为抗拉强度σ b 800-1000MPa,屈服强度σ ^ 2 400-500MPa,延伸率δ 5 :25-35%，冲击吸收功 Akv (O0C) :80_100J，硬度(H RC) :42_46。权利要求1.一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于药芯占药芯焊丝总重量的12-25%;外皮为304不锈钢钢带；药芯成分的重量百分比为TiO2 :5-20%, Mn :30-70%, Si 0. 5-5%, Al-Mg 合金0. 5-5%, Ni :2_15%，Cr-Fe 合金:5_30%，氟化物0. 5-2. 5%，余量为铁粉。2.根据权利要求I所述的药芯焊丝，其特征在于，所述的Al-Mg合金中Al含量的重量百分比为40-60%。3.根据权利要求I所述的药芯焊丝，其特征在于，所述的Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比为60-70%。4.根据权利要求I所述的药芯焊丝，其特征在于，所述的氟化物为BaF2、MgF2,CaF2,Na3AlF6和Na2SiF6中的一种或几种。全文摘要一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝，属于焊接
该药芯焊丝包括外皮和药芯，药芯占药芯焊丝总重量的12-25%；外皮为304不锈钢钢带；药芯成分的重量百分比为TiO25-20%，Mn30-70%，Si0.5-5%，Al-Mg合金0.5-5%，Ni2-15%，Cr-Fe合金5-30%，氟化物0.5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于：药芯占药芯焊丝总重量的12？25%；外皮为304不锈钢钢带；药芯成分的重量百分比为：TiO2：5？20%，Mn：30？70%，Si：0.5？5%，Al？Mg合金：0.5？5%，Ni：2？15%，Cr？Fe合金：5？30%，氟化物：0.5？2.5%，余量为铁粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牟淑坤，张飞虎，刘宏，章军，陈延清，董现春，郭占山，鞠建斌，张熹，张楠，齐建，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：