一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法技术

一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：采用石灰粉和液态清洗剂及超声波辅助清洗进行脱脂脱油处理，在钢带清洗出口处使用150℃热风进行烘干，保证焊丝进入轧机前干燥清洁；按照比例称取药粉组分，放入烘粉箱中进行烘粉，烘粉温度为200‑300℃，烘粉时间为1‑3h；烘粉完成后，将药粉取出进行筛粉，保证药粉粒度在80‑100目之间，对筛分完的药粉进行高温加热烧结，烧结温度为620‑720℃，保温时间为2h；钢带从放带机中出来毛面朝上，放带机张力稳定，经导带进入成型机，通过成型辊后完成U状，通过送粉设备，向U状钢带上进行送粉，控制药粉填充率在12‑17％；粗拉经过7道拉拔模具，最终焊丝直径为4.5mm，精拉经过8道拉拔模具，精拉完成后的焊丝直径为2.4mm。

【技术实现步骤摘要】
一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法原案申请号：2018114337752原案申请人：东莞理工学院原案申请日：2018年11月28日原案申请名称：一种埋弧焊药芯焊丝及其制备方法。
本专利技术涉及一种焊材，特别涉及一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法及其制备方法。
技术介绍
自埋弧焊药芯焊丝才得到关注和重视，应用于石油、桥梁、天然气、船舶、海洋平台等零件进行室外焊接，美国埋弧焊药芯焊丝在其焊材所占比例从20世纪70年代的12.5％一下升到80年代的21.1％，至2009年，总产量已达7万吨，占焊材总量的30-40％，国内70年代末，宝钢从国外引进数百吨埋弧焊药芯焊丝应用于冶金、机车车辆等领域。国外埋弧焊药芯焊丝主要是通过研究两种含铝量分别为1.7％和0.53％的埋弧焊药芯焊丝熔敷金属的性能，建立相关模型，来预测其显微组织变化，根据其热力学计算，高铝焊缝中AlN优于Ti(C，N)和A1203先生成，低铝焊缝则相反；动力学计算表明，高温下低铝熔敷金属中有大量的γ-Fe存在，而高铝中则是γ-Fe和α-Fe共存，在不同的冷却速度下，基体组织的变化也不一样。我国药芯焊丝生成目前存在着：产品质量及稳定性有待进一步提高虽然我国药芯焊丝的生产技术已经有了较大的突破，但产品在耐凹坑、耐气孔性能上和降低烟尘、减少飞溅及进一步提高产品质量稳定性等方面仍然有许多工作要做，产品品种和规格急待增加；目前我国药芯焊丝产品的品种较单一，产品规格也不齐全，不能适应各个行业的不同需要，急需增加适应不同需求的品种和规格；.生产规模化程度应进一步扩大，产品生产规模小，将会造成产品成本居高不下、产品质量稳定性差等许多问题，只有达到一定的生产规模，才会进入良性循环。从目前国内外高硬度堆焊材料来看，几乎所有的硬度大于等于60HRC；的堆焊材料中碳和铬的含量均较高，属于高碳高铬合金系统，往往适用于对抗磨损严重而对裂纹不敏感的工况场合，使用过程中允许有少量的裂纹存在，而对于韧性和抗裂性能要求较高的轧辊堆焊层，该种合金系统显然是不适宜的。
技术实现思路
本专利技术在提高堆敷金属硬度的同时，改善其韧性、抗裂性，从冶金和工艺两方面进行改善，提高了高硬度堆敷金属的强韧性及抗裂性，同时保证了良好的焊接工艺性易脱渣、无飞溅、高硬度、耐磨性优良，
技术实现思路
如下：一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法，包括钢带及药芯，钢带的化学成分，按重量百分比计：C≤0.02％、Mn0.2-1.2％、Si0.3-1.8％、Cr22-28％、W2-8％、Cu0.2-0.4％、V0.1-0.3％、S≤0.005％、P≤0.006％、余量为Fe；药芯成分按其重量百分比计：大理石20-35％、萤石15-28％、云母7-12％、钛白粉6-14％、钒铁2-8％、硅铁2-6％、钛铁2-12％、硼铁13-17％、钼铁2-8％、石墨3-12％、余量为铬铁。钢带中碳：随着C含量的增加，堆敷金属的硬度呈下降的趋势，磨损体积呈上升趋势，即堆敷金属的耐磨性能下降，这是因为随着C含量的增加，将使Ms点急剧降低，结果会使残余奥氏体的含量增加，马氏体的含量减少，由于马氏体的硬度及耐磨性比奥氏体高的多，两者含量的相对变化将导致堆敷金属硬度和耐磨性的降低；而裂纹长度的变化趋势是一条由横坐标中心开始的上抛物线，即当C含量低于某水平时不产生裂纹，高于某水平后，随着C含量的增加抗裂性迅速降低。钢带中硅、锰：Si：是强铁素体形成元素，si除在铁素体和奥氏体中提高固溶强化的作用外，还具有脱氧作用，降低焊缝中的氧含量，降低氧对焊缝金属的不利作用；Mn是稳定奥氏体元素，降低Ms点，提高淬透性；此外，Mn还是良好的脱氧剂和脱硫剂，Mn与si联合作用有利于降低焊缝中的氧含量，与S结合形成MnS，防止低熔点的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；Mn和铁能够形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的强度和硬度，同时又是弱碳化物形成元素，取代渗碳体中的部分Fe，形成复合渗碳体；但是过量的Mn含量将使钢的晶粒粗化，使钢的延展性降低，韧性下降。钢带中铬：随着Cr含量的增加，堆敷金属的硬度下降，磨损体积上升，此现象并不表示Cr能够降低堆敷金属的硬度和耐磨性；由于在埋弧焊药芯焊丝中，有多种碳化物形成元素(Cr，Mo，V，W等)共存，按照质量作用定律，Cr含量的增加，将使Cr7C3等铬的碳化物增多，而Mo，W，V的碳化物相对减少，将导致碳化物的二次硬化作用减弱，使堆敷金属的硬度及耐磨性下降；因此在复杂合金系统中仅提高单一元素含量其硬度和耐磨性未必增加；Cr对裂纹长度的影响为一条上抛物线规律，说明堆敷金属中Cr含量也存在最佳值，高于或低于此值都使金属的抗裂性变差；同时，在高于或低于Cr含量最佳值，都将导致堆敷金属的冲击功下降；因此，对堆敷金属合金系统而言，寻找最佳含Cr量将会使其抗裂性和韧性同时得到改善。钢带中V：随着V含量的增加，堆敷金属具有与Mo同样的变化趋势，但变化更加急剧，从机理而言，V在堆敷金属中具有与Mo类似的作用，但V的二次硬化效果比Mo大，因此其作用更为突出；在一定数值以下，随V含量的增加，裂纹长度减小，当V含量超过该数值后，裂纹长度为零，这主要与V的细化晶粒效果有关。钢带中W：其作用与铝的作用相似，但效果仅为铝的一半，适量的添加，有利于冲击韧度的提高，值得一提的是，添加入的钨元素，大部分分布在固溶体中，少量的进入到碳化物中，回火时间较长时，形成的碳化物相对较多；焊丝中添加2％～8％W将有利于钢的韧性的提高，W是提高钢的高温稳定性的重要元素之一。石墨在药芯作用：石墨和合金元素可化合生成碳化物，有利于提高堆焊金属的硬度和耐磨性；石墨在高温下易发生氧化，可生成一氧化碳气体，有利于保护电弧下熔池金属不被氧化或氮化；由于石墨在高温下是很强的脱氧剂，因此保护了合金元素的过渡；石墨脱氧反应可产生大量的热，有利于金属的热电离，可使得焊丝的引弧和稳弧性能变好，因此，石墨是很好的润滑剂，而且焊接时也有利于部分改善药芯焊丝的脱渣性。药芯中石墨的加入量对堆焊层的组织有很大的影响，当石墨量较少时，堆焊层组织主要是碳化物、低碳马氏体和残余奥氏体；当石墨加入量过多时，堆焊出现竹叶状的高碳马氏体组织；石墨的加入量对堆焊层硬度也有很大的影响，随着石墨加入量的增加，堆焊层的硬度增大，但当加入的石墨超过一定量后，堆焊层的硬度升高不明显并有降低的趋势；这主要是石墨加入量较少时，形成碳化物增强颗粒数量较少，对基体的强化作用小，不利于提高堆焊层的硬度；此外，随着石墨量的增加，增多了碳与合金元素的化合机会，增加了碳化物的形成数量，有利于提高堆焊层的硬度，当石墨量超过一定值后，增大了堆焊层形成高碳马氏体和残余奥氏体的机会，而且随堆焊层碳含量增加，增多了残余奥氏体数量，反而不利于堆焊层硬度的提高，尽管随着药芯中石墨加入量的增加，焊条的工艺性能变好，电弧稳定燃烧，再引弧容易，但堆焊层的抗裂性能变差，在不预热和缓冷焊接条件下，易出现裂纹，因此，焊芯中需控制石墨的加入量，因此，兼顾上述考虑，药皮中石墨加入量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n钢带清洗：采用石灰粉和液态清洗剂及超声波辅助清洗进行脱脂脱油处理，在钢带清洗出口处使用150℃热风进行烘干，保证焊丝进入轧机前干燥清洁；/n药粉预处理：按照如下重量百分比称取药芯组分，大理石20-35％、萤石15-17％、云母7-11％、钛白粉10-14％、钒铁6-8％、硅铁2-4％、钛铁2-12％、硼铁13-15％、钼铁2-3％、石墨3-5％、余量为铬铁，放入烘粉箱中进行烘粉，烘粉温度为200-300℃，烘粉时间为1-3h；烘粉完成后，将药粉取出进行筛粉，保证药粉粒度在80-100目之间，对筛分完的药粉进行高温加热烧结，烧结温度为620-720℃，保温时间为2h；/n送粉处理：钢带从放带机中出来毛面朝上，放带机张力稳定，经导带进入成型机，通过成型辊后完成U状，通过送粉设备，向U状钢带上进行送粉，控制药粉填充率在12-17％；/n拉拔工艺：粗拉经过7道拉拔模具，最终焊丝直径为4.5mm，精拉经过8道拉拔模具，精拉完成后的焊丝直径为2.4mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种埋弧焊药芯焊丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
钢带清洗：采用石灰粉和液态清洗剂及超声波辅助清洗进行脱脂脱油处理，在钢带清洗出口处使用150℃热风进行烘干，保证焊丝进入轧机前干燥清洁；
药粉预处理：按照如下重量百分比称取药芯组分，大理石20-35％、萤石15-17％、云母7-11％、钛白粉10-14％、钒铁6-8％、硅铁2-4％、钛铁2-12％、硼铁13-15％、钼铁2-3％、石墨3-5％、余量为铬铁，放入烘粉箱中进行烘粉，烘粉温度为200-300℃，烘粉时间为1-3h；烘粉完成后，将药粉取出进行筛粉，保证药粉粒度在80-100目之间，对筛分完的药粉进行高温加热烧结，烧结温度为620-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曼，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44