[发明专利]灰铸铁焊接用焊丝及其制备方法

说明书

一种灰铸铁焊接用焊丝及其制备方法，使用焊接技术领域，用于解决灰铸铁件焊接后出现的色差大、硬度差的问题，提供了一种灰铸铁焊接用焊丝，所述焊丝设置为中空结构，所述中空结构中填置有孕育剂，也即所述焊丝包括外部焊材与内部孕育剂两部分，从而解决了焊接过程中对焊接处填补的外部焊材进行孕育，提升了焊接处的机械性能，并使得焊接处的化学成分与母材基本一致，从而保证了焊接处与母材的具有基本一致的色泽和相差不大的硬度。

技术领域

本发明涉及铸铁焊接技术领域，更具体地说，涉及一种带有孕育剂的灰铸铁焊接技术及其相应的焊丝装备方法。

背景技术

灰铸铁是应用最为广泛的一种铸铁，约占铸件总含量的一半以上。但是，灰铸铁的特点是碳、硫与磷含量高、组织不均匀、塑性低，属于焊接性不良材料。灰铸铁焊接容易出现的问题：焊材与母材之间存在较大色差和硬度差。这主要有以下3个原因：

1)由于焊补处的化学成份与母材不完全一致；

2)焊补处缺少孕育过程；

3)焊补处铁液的冷却速率与铸件母材不一致。

发明内容

有鉴于以上灰铸铁焊接色差大、本体与焊接处硬度差大的问题，提出了一种灰铸铁焊接用焊丝及其制备方法，通过调节所用焊丝的化学成分、并在焊丝中心加设孕育剂的方法，使得焊接处的材质与本体材质基本保持一致，从而实现了小色差或者无色差的焊接和硬度差在允许范围内的焊接。

灰铸铁焊接用焊丝，所述焊丝设置为中空结构，所述中空结构中填置有孕育剂，也即所述焊丝包括外部焊材与内部孕育剂两部分。

所述外部焊材的化学成分按重量比(单位：wt.％)包括3.50-3.70份的碳C、2.15-2.35份的硅Si、0.55-0.90份的锰Mn、0.06-0.10份的硫S、≤0.05份的磷P，余量为铁Fe。前述重量比份配置的外部焊材在焊接烧结后能够保证与灰铸铁件本体母材的化学成分基本相同，从而实现焊接处于母材具有相似的机械性能，从而获得整体性能良好的灰铸铁件。

所述内部孕育剂为工业硅铁或者钡硅铁或者锶硅铁或者锆硅铁等工业用硅铁类材质。

具体地，所述硅铁的化学成分按重量比(单位：wt.％)包括74.0-80.0份的硅Si、≤1.0份的钙Ca、1.2-2.0份的铝Al，余量为铁Fe。

具体地，所述钡硅铁的化学成分按重量比(单位：wt.％)包括60.0-65.0份的硅Si、0.8-2.5份的钙Ca、1.0-2.0份的铝Al、4.0-6.0份的钡Ba、8.0-10.0份的锰Mn，余量为铁Fe。

具体地，所述锶硅铁的化学成分按重量比(单位：wt.％)包括70.0-80.0份的硅Si、≤1.0份的钙Ca、≤0.5份的铝Al、0.6-1.0份的锶Sr，余量为铁Fe。

具体地，所述锆硅铁的化学成分按重量比(单位：wt.％)包括60.0-65.0份的硅Si、0.5-1.0份的钙Ca、0.8-1.2份的铝Al、5.0-7.0份的锆Zr、5.0-7.0份的锰Mn，余量为铁Fe。

作为本发明的进一步限定，所述灰铸铁焊接用焊丝呈三层结构状，上层结构与下层结构为设有平面结合面，且所述平面结合面可以相互配合，中间结构用于将上层结构和下层结构结合为一个整体，从而形成功能完整的灰铸铁焊接用焊丝。

更具体地说，所述上层结构和所述下层结构由所述外部焊材制成；所述中间结构包括所述内部孕育剂和粘结剂。

所述灰铸铁焊接用焊丝的制备方法是：

1)采用所述外部焊材加工成形所述下层结构和所述上层结构；

2)将颗粒状的所述内部孕育剂研磨成粉末，所述粉末的粒度可以为50um-100um；