立向下自保护堆焊药芯焊丝的研制.pdf

学兔兔 生产应用 r蜉掳 立 向下 自保护堆焊药芯焊丝的研制 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所(150028) 许立宝 朱厚国 宋昌洪 吉荣亮 刘金湘 赵 昆 摘要 针对用于立向下焊的自保护耐磨堆焊药芯焊丝进行了研究。试验结果表明，药粉 中A1，Mg，Zr以及稀 土等元素对焊丝焊接工艺性能有一定影响，对气孔、脱渣 以及飞溅的影响尤为显著。新研制的堆焊药芯焊丝在合 理的工艺参数范围内无气孔、熔渣覆盖完全、脱渣性优 良、飞溅小，可实现立向下堆焊。焊丝的堆焊金属合金系为 Fe—Cr—Mn—Si，金相组织主要是马氏体 、贝氏体和残余奥氏体的混合组织 ，堆焊层硬度范围为HRC41—57，该耐 磨堆焊药芯焊丝通用性强、适用范围广。 关键词： 自保护药芯焊丝 立向下焊接 耐磨堆焊 中图分类号： TG422．3 种是CO气体在焊缝金属结晶时来不及逸出产生的气 0 前 言 孔；另一种是空气 中的氮侵入形成的气孔，此外，还可 耐磨堆焊技术广泛应用于冶金、矿山、工程机械等 能会形成 CO和N的混合气孔。 领域机械零件的堆焊制造和修复，是再制造领域不可 为实现 自保护效果，必须保证在焊接冶金的3个 或缺的技术手段 。在众多堆焊材料 中，药芯焊丝以其 阶段均有良好的保护机制：①熔滴形成阶段进行先期 高效、高质、低成本的优点，成为21世纪最具发展前景 脱氧、脱氮。这一阶段最重要的是渣保护，对熔渣的物 的堆焊材料 。 化性质要求较高，渣的熔点、粘度、张力、碱度、氧化性 堆焊药芯焊丝 自20世纪90年代引入中国后得到 等要适当。造气保护不宜过大，否则容易形成飞溅；② 了长足发展，也由传统的埋弧焊和气保护焊向自保护 熔滴过渡阶段应控制金属和渣的物化性能，配合适当 焊发展_2]。目前国内应用的自保护堆焊药芯焊丝主要 的工艺参数，减少熔滴和大气的接触；③熔池阶段要调 用于水平位置堆焊，不能实现全位置堆焊，应用有一定 整渣的凝固速率、流动性及表面张力，保证 良好的渣保 的局限性。文中研制开发的立向下 自保护堆焊药芯焊 护效果和恰当的熔池形状。 丝 (命名为 Qz焊丝)可以适应多种位置堆焊，尤其对于 1．2 立 向下焊接适应性 较长立焊焊道，采用全 自动或半 自动立向下焊可大大 立向下堆焊的药芯焊丝对熔渣的熔点、粘度和表 提高堆焊效率，改善焊道外观质量。对于不宜移动的 面张力有严格的要求。焊丝在立向下位置焊接时，要 大型工件或野外作业，多位置 自保护堆焊药芯焊丝也 求渣系的凝固温度高、区间小，在电弧移开后熔渣能迅 具有独特优势。 速凝固，以防止重力作用下熔滴下坠，有利于实现焊丝 立向下堆焊。渣系的粘度和表面张力对堆焊时熔渣的 1 QZ焊丝设计思路 流动性影响很大，如果粘度过大或过小，液态熔渣中析 1．1 自保护效果 出的固态质点分布密度就会不同，导致熔渣流动性不 自保护药芯焊丝配方设计的首要问题是如何依靠 均匀，造成气孔、熔渣覆盖不全等问题，影响立向下焊 药粉 自身造渣、造气防止焊缝金属产生气孔 ，实现 自保