[发明专利]一种挤压辊表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，具体是一种挤压辊表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括药芯粉和外皮，药芯粉的化学成分为：表面镀铜的碳酸铯粉15%‑18%，羟基镍粉8%‑12%，金红石粉6%‑8%，长石粉2%‑3.5%，碳化硅晶须5%‑9%，锰粉5%‑8%，硅铁粉4%‑6%，余量为FHT100·25还原铁粉。本发明可在高原气候条件下焊接，电弧燃烧稳定，堆焊合金成分均匀，无气孔、裂纹、夹渣等缺陷；堆焊合金硬度大且分布均匀、硬质相与基体结合牢固，无脱落开裂现象。本发明适用于矿山等工况下挤压辊的在线耐磨堆焊，延长了挤压辊表面堆焊层使用周期，是堆焊耐磨合金用药芯焊丝方面的创新。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种挤压辊表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝。

背景技术

挤压辊是常用矿山设备辊压机的关键部件，主要用途是将矿石物料挤压粉碎，为水泥等后续生产提供原材料。但挤压辊体积大，直径从0.5米至4米左右，重量为几十吨，移动困难，表面磨损后常采用的办法是在线耐磨堆焊修复。而挤压辊的工作环境多以矿山为主，处于高原地带，空气稀薄，海拔4000米时，大气压强为50kPa，是常规平原环境大气压强101.3kPa的50%左右。

电弧的本质为气体持续的稳定的放电行为，常规药芯焊丝电弧是平原环境下的空气进行稳定持续的放电，但到海拔4000米以上高空时，单位体积内的空气减少50%左右，电弧状态受到了很大程度的影响，导致出现电弧不稳、电压低、熔合性差等问题，进而导致了熔池整体的冶金反应不充分，挤压辊表面堆焊的耐磨合金会出现组织不均匀，存在较多的气孔、夹渣等缺陷，减小了耐磨层的使用寿命。

中国专利CN112935625A提供了一种能适应高原气候的高韧性碱性全位置药芯焊丝（申请日期2021年2月5日），部分解决了高原气候条件下焊接问题，但存在如下技术缺陷：①为了避免氢脆现象，药芯粉中加入了氟化钡、氟化锂、氟化稀土，这些氟化物虽然能在熔池中分解出氟离子后与氢结合逸出，起到了除氢作用，但因为三种氟化物的熔点并不高（氟化钡的熔点为1368℃、氟化锂的熔点为848℃、氟化稀土的熔点为1460℃左右），在电弧燃烧的过程中就有相当多的氟化物发生分解，产生的氟离子严重恶化了电弧气氛，造成焊接电弧非常的不稳定；②药芯粉中加入碳酸钡，钡元素容易电离，有较好的稳定电弧作用，但实践中并不能完全抵抗高原气候条件下空气稀薄对电弧的损害，这是因为钡的电离能为502.9kJ/mol，高于常用的钾元素的电离能为418.8kJ/mol，造成电弧中带电粒子的减少，稳弧性差。

在药芯焊丝中填加硬质相，期望堆焊合金中得到金属基硬质相增强复合堆焊层，以增大堆焊合金的硬度，目前存在的技术问题是：①硬质相与基体结合不牢固，易脱落开裂；②硬质相分布不均匀，造成硬度差值大，耐磨层使用周期缩短。

如何解决上述问题，是本领域技术人员当前的工作之急。

发明内容

本发明提供一种挤压辊表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，可解决如下技术问题：

1、高原气候条件下电弧燃烧稳定，堆焊合金成分均匀，无气孔、裂纹、夹渣等缺陷；

2、堆焊合金硬度大且分布均匀，硬质相与基体结合牢固，无脱落开裂现象。

本发明采用如下技术方案：

一种挤压辊表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括药芯粉和外皮：

所述药芯粉的化学成分及用量按质量百分比计为：表面镀铜的碳酸铯粉12.0%-18.0%，羟基镍粉8.0%-12.0%，金红石粉6.0%-8.0%，长石粉2.0%-3.5%，碳化硅晶须5.0%-9.0%，锰粉5.0%-8.0%，硅铁粉4.0%-6.0%，余量为FHT100·25还原铁粉；