專利名稱：一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋼軌焊補(bǔ)的自保護(hù)藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，鋼軌需求量也迅速增加，供需矛盾將日益突出。因 此，合理使用舊軌，延長鋼軌使用壽命，不僅具有重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且對(duì)提高線路品質(zhì)， 運(yùn)行安全也具有積極影響。自動(dòng)焊補(bǔ)的研發(fā)，其目的就是在新形勢(shì)下，利用當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以新的可編 程控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊補(bǔ)過程的自動(dòng)化，在達(dá)到排除操作中的人為因素影響下，實(shí)現(xiàn) 由技術(shù)裝備保證接頭質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性，并以此技術(shù)為制高點(diǎn)，可使大量舊軌得以修復(fù)使 用。因此，與自動(dòng)焊補(bǔ)技術(shù)配套的鋼軌焊補(bǔ)用自保護(hù)藥芯焊絲的研制將具有重大的社會(huì)與 經(jīng)濟(jì)效益。目前此類焊接材料，成分復(fù)雜且價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，該 藥芯焊絲具有良好的力學(xué)性能和工藝性能且成本低廉。本發(fā)明的技術(shù)方案一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，以SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，采用 常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥芯的配方由 碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金、鐵粉、高碳錳鐵、金 屬鎳、金屬鉻和金屬鉬構(gòu)成，其重量百分比為氟化鈣12-15%、氟化鋇10-20%、三氧化二 鋁4-5%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金10-20%、鐵粉3-5%、高碳錳鐵5-6%、金屬鎳 8-10%、金屬鉻3-5%、金屬鉬1_3%、余量為碳酸鈣。本發(fā)明的配方分析在本發(fā)明中，碳酸鈣CaCO3的主要作用是穩(wěn)弧、造渣和造氣，其含量影響到自保護(hù) 藥芯焊絲的工藝性，含量太低時(shí)，不易形成短渣，渣凝固太慢，不適合多道焊；含量太高時(shí)， 則易產(chǎn)生焊接氣孔，通常的含量選擇30% 40%為宜。CaF2具有強(qiáng)烈稀渣作用，其含量如低于12%，則稀渣能力不足；如含量超過15%， 自保護(hù)藥芯焊絲電弧穩(wěn)定性下降。BaF2S要在焊接時(shí)可以支持很短的電弧，這有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn) 一是在某一給定焊接電流下可降低電弧能量和焊絲燃燒速度，使操作者可以更好地控制熔 池；二是電弧電壓低、電弧短，這樣就減少了自保護(hù)藥芯焊絲焊接時(shí)熔滴吸收的氮，BaF2含 量過低或過高均會(huì)影響其工藝性能。三氧化二鋁的主要作用是調(diào)節(jié)熔渣熔點(diǎn)和凝固溫度，其含量在4-5%。鋁鎂合金是 自保護(hù)藥芯焊絲中常用的一種物質(zhì)，其中的鋁、鎂屬于強(qiáng)脫氧劑和脫氮?jiǎng)?，如少?0%時(shí)， 則易產(chǎn)生焊接氣孔；如高于20%，則會(huì)使沖擊韌性大幅度下降，其含量在10-20%。鐵粉主 要用于調(diào)節(jié)工藝性，保證電弧穩(wěn)定性，并可提高焊接效率，在本發(fā)明中含量為3-5%。高碳錳鐵作為脫氧劑和合金劑使用，在本發(fā)明中其含量為5-6 %。金屬鎳有利于提高焊縫的力學(xué)性能，特別是可以改善低溫韌性，在本發(fā)明中，為保 證焊接性能，其含量在8-10%，含量過高則增加制造成本。金屬鉻作為合金劑使用，在本發(fā) 明中其含量為3-5%。金屬鉬作為合金劑使用，在本發(fā)明中其含量為1-3%鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲的使用特點(diǎn)是在鋼軌平位置上進(jìn)行全自動(dòng)連續(xù)焊 接，要求焊絲電弧穩(wěn)定，不淌熔渣、不流鐵水、焊縫成形好、焊接飛濺小、抗氣孔能力強(qiáng)，為 此，熔滴要呈噴射狀過渡，焊接藥芯的熔化溫度、熔渣的凝固溫度、表面張力均應(yīng)適當(dāng)。同 時(shí)，通過藥芯中過渡合金元素，以保證焊縫的強(qiáng)度、韌性、塑性和硬度等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲可用于半自動(dòng)焊或全自動(dòng)焊， 具有連續(xù)送絲、不用氣體保護(hù)、抗風(fēng)能力強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、綜合成本低、焊接質(zhì)量好、易于焊 工操作等優(yōu)點(diǎn)；2、具有優(yōu)良的工藝操作性能和力學(xué)性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小、操作性好且成 型美觀。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，采用普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為 原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥 芯的重量百分比配方為碳酸鈣CaCO3 34%、氟化鈣CaF2 13%、氟化鋇BaF2 15%、三氧化二 鋁Al2034%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉4%、高碳錳鐵5%、金屬鎳8%、金 屬鉻3%、金屬鉬2%。由此配方制作的鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學(xué) 性能檢測(cè)為:Rm835(N/mm2)、Rel/RpO. 2 715 (N/mm2)、A13%、KU2 常溫 70J、65J、67J，布氏硬 度(HB)315、324、320。該焊絲用于鋼軌焊補(bǔ)的實(shí)踐表明，工藝性能及使用效果良好。實(shí)施例2:一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，以普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原 材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥芯 的重量百分比配方為碳酸鈣CaCO3 36%、氟化鈣CaF2 12%、氟化鋇BaF2 14%、三氧化二鋁 Al2034%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金10%、鐵粉3%、高碳錳鐵6%、金屬鎳9%、金屬 鉻4%、金屬鉬2%。由此配方制作的鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學(xué)性 能檢測(cè)為:Rm890 (N/mm2)、Rel/RpO. 2 755 (N/mm2)、A8%, KU2 常溫 54J、63J、58J，布氏硬度 (HB)356、364、348。該焊絲用于鋼軌焊補(bǔ)的實(shí)踐表明，工藝性能及使用效果良好。實(shí)施例3:一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，以普通市售的SPCC-SD冷軋低碳鋼鋼帶為原 材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥芯 的重量百分比配方為碳酸鈣CaCO3 32%、氟化鈣CaF2 14%、氟化鋇BaF2 16%、三氧化二鋁 Al2034%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉3%、高碳錳鐵5%、金屬鎳9%、金屬 鉻3%、金屬鉬2%。由此配方制作的鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，經(jīng)熔敷金屬的力學(xué)性 能檢測(cè)為:Rm865(N/mm2)、Rel/RpO. 2 735 (N/mm2)、A17%，KU2 常溫 93J、90J、95J，布氏硬度 (HB)329、331、325。該焊絲用于鋼軌焊補(bǔ)的實(shí)踐表明，工藝性能及使用效果良好。
權(quán)利要求
一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，以SPCC SD冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，其特征在于焊絲藥芯的配方由碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、質(zhì)量百分比為1∶1的鋁鎂合金、鐵粉、高碳錳鐵、金屬鎳、金屬鉻和金屬鉬構(gòu)成，其重量百分比為氟化鈣12 15％、氟化鋇10 20％、三氧化二鋁4 5％、質(zhì)量百分比為1∶1的鋁鎂合金10 20％、鐵粉3 5％、高碳錳鐵5 6％、金屬鎳8 10％、金屬鉻3 5％、金屬鉬1 3％、余量為碳酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于所述焊絲藥芯 的重量百分比配方為碳酸鈣CaCO3 34%、氟化鈣CaF213%、氟化鋇BaF2 15%、三氧化二鋁 Al2O3 4%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉4%、高碳錳鐵5%、金屬鎳8%、金屬 鉻3%、金屬鉬2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于所述焊絲藥芯 的重量百分比配方為碳酸鈣CaCO3 36%、氟化鈣CaF212%、氟化鋇BaF2 14%、三氧化二鋁 Al2O3 4%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金10%、鐵粉3%、高碳錳鐵6%、金屬鎳9%、金屬 鉻4%、金屬鉬2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于焊絲藥芯的重量 百分比配方為碳酸鈣CaCO3 32%、氟化鈣CaF2 14%、氟化鋇BaF2 16%、三氧化二鋁Al2O3 4%、質(zhì)量百分比為1 1的鋁鎂合金12%、鐵粉3%、高碳錳鐵5%、金屬鎳9%、金屬鉻3%、 金屬鉬2%。全文摘要
一種鋼軌焊補(bǔ)專用自保護(hù)藥芯焊絲，以冷軋低碳鋼鋼帶為原材料，采用常規(guī)藥芯過渡合金方式和通用的藥粉規(guī)格及藥芯焊絲生產(chǎn)工藝制造，焊絲藥芯的配方由碳酸鈣、氟化鈣、氟化鋇、三氧化二鋁、鋁鎂合金、鐵粉、高碳錳鐵、金屬鎳、金屬鉻和金屬鉬構(gòu)成，其重量百分比為氟化鈣12-15％、氟化鋇10-20％、三氧化二鋁4-5％、鋁鎂合金10-20％、鐵粉3-5％、高碳錳鐵5-6％、金屬鎳8-10％、金屬鉻3-5％、金屬鉬1-3％、余量為碳酸鈣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該焊絲用于半自動(dòng)焊或全自動(dòng)焊，可連續(xù)送絲、不用氣體保護(hù)、抗風(fēng)能力強(qiáng)、成本低、焊接質(zhì)量好且易于操作；具有優(yōu)良的工藝和力學(xué)性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小且成型美觀。
文檔編號(hào)B23K35/36GK101913032SQ201010262259
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者侯杰昌 申請(qǐng)人:天津市永昌焊絲有限公司