專利名稱：一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
道岔是鐵道線路的重要組成部分，由高錳鋼整鑄而成的轍叉，又是道岔的關(guān)鍵部件，由于其存在有害空間，在火車車輪的碾壓和沖擊力作用下，極易產(chǎn)生磨損，當(dāng)轍叉磨損到一定限度后，對(duì)行車安全非常不利，必須及時(shí)更換和修復(fù)。以往鐵路鑄鋼轍叉普遍采用的是焊條電弧焊堆焊修復(fù)工藝，對(duì)工人技術(shù)素質(zhì)要求高，而且焊接工藝復(fù)雜，修復(fù)過(guò)程中需動(dòng)用吊裝、運(yùn)輸設(shè)備及大量人工，勞動(dòng)工時(shí)長(zhǎng)、強(qiáng)度大，推廣應(yīng)用難度大。近年來(lái)，藥芯焊絲在我國(guó)發(fā)展迅速，與手工電弧焊相比，采用藥芯焊絲焊接的主要 特點(diǎn)有I)電流密度大，效率高，其熔敷效率是手工電弧焊高I 3倍以上；2)引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接工藝性好；3 )節(jié)約焊材、降低成本，藥芯焊絲與手工焊條相比，不僅減少了大量焊條殘端，節(jié)約了焊材，而且由于藥芯焊絲電弧焊的熔敷效率高，從而大大地減少了焊接時(shí)間，節(jié)約了電能；4)藥芯焊絲半自動(dòng)電弧焊是一種高效、優(yōu)質(zhì)的焊接方法，焊接效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲。解決了現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜，工作效率低和不易推廣等問(wèn)題。本發(fā)明所提供的藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%;外皮為304不銹鋼鋼帶；藥芯成分的重量百分比為=TiO2 :5-20%, Mn =30-70%, Si :0. 5-5%,Al-Mg 合金0. 5-5%，Ni :2-15%, Cr-Fe 合金5_30%，氟化物0. 5-2. 5%，余量為鐵粉。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為40-60% ；Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比為60-70% ;氟化物為BaF2、MgF2、CaF2, Na3AlF6和Na2SiF6中的一種或幾種。藥芯中各組分的作用如下TiO2:是渣形成組分，可以改善渣的覆蓋性能和焊縫脫渣性，并使電弧集中、穩(wěn)定，改善焊縫成型和減少飛濺。Mn :向焊縫金屬過(guò)渡合金元素，確保熔敷金屬的強(qiáng)度和韌性，降低氧、硫含量。Si :提供合適的熔渣粘度，增加電弧穩(wěn)定性。作為脫氧劑確保焊接金屬的強(qiáng)度和降
低氧含量。Al-Mg :主要作用是脫氧脫氮。脫氧后產(chǎn)生的A1203，具有調(diào)節(jié)高溫熔渣物理性能的作用，有利于改善焊接工藝性能。Ni :向焊縫金屬過(guò)渡合金元素，確保熔敷金屬的強(qiáng)度和韌性。氟化物藥芯中的各種氟化物在高溫下均能分解，汽化，產(chǎn)生大量的氟蒸汽而大大降低電弧氣氛中的氫分壓，從而起到去氫能力。藥芯中的氟化物與大量金紅石在焊接時(shí)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生TiF4可與電弧氣氛中氫原子及水蒸汽發(fā)生二次反應(yīng)，形成不溶于鋼液的穩(wěn)定氫氟化物HF,從而降低了電弧氣氛中的氫分壓，降低焊縫氫含量。TiO2 + XF — XO + TiF4TiO2 + XF — XTiO3 + TiF4反應(yīng)產(chǎn)物TiF4可與電弧氣氛中氫原子及水蒸汽發(fā)生二次反應(yīng)TiF4 + H — TiF + HF TiF4 + Η20(汽)—TiO2 + HF 多種氟化物的加入，如配方中的BaF2可以支持很短的電弧，焊接時(shí)降低電弧能量和焊絲燃燒速度，更容易控制熔池，部分氟化物分解出鋰、鉀、鈉等電離勢(shì)小于鈣，有效提高焊絲的電弧穩(wěn)定性。鐵粉調(diào)節(jié)成分，保證電弧穩(wěn)定性，提高熔敷效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用本發(fā)明進(jìn)行高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)，焊接工藝簡(jiǎn)單，效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，其堆焊熔敷金屬具有較好的抗接觸疲勞性能和耐磨性能，可延長(zhǎng)高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌修復(fù)后的使用壽命。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的16% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶，藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 :5%，Mn 55%, Si :2%，Al-Mg 合金1%，Ni :8%，Cr-Fe 合金25%，BaF2 1%, MgF2 :1%，鐵粉2%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為42% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為60%。實(shí)施例2 高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的13% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶，藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為=TiO2 10%, Mn 40%, Si :5%，Al-Mg 合金0. 5%, Ni :12%，Cr-Fe 合金:30%，CaF2 1. 5%，鐵粉1%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為51% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為70%。實(shí)施例3 高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的20% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶，藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 15%, Mn 65%, Si :1%，Al-Mg 合金3%，Ni :4%，Cr-Fe 合金8%，CaF2 0. 5%, Na3AlF6 :1%，，鐵粉2. 5%。Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為60% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為65%。實(shí)施例4:高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的25% ;外皮采用304不銹鋼鋼帶，藥芯的化學(xué)組成(重量百分比)為TiO2 20%, Mn 31%, Si :4%，Al-Mg 合金5%，Ni :15%，Cr-Fe 合金:20%，MgF2 0. 2%, Na2SiF6 0. 3%,鐵粉4. 5%ο
Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為55% ;Cr_Fe合金中Cr含量的重量百分比為68%。將實(shí)施例1-4中制備的藥芯焊絲進(jìn)行高錳鋼鑄鋼轍叉和鋼軌的堆焊，焊接過(guò)程中電弧穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成型、脫渣優(yōu)良；采用GB/229-2007及GB228-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得其熔敷金屬的力學(xué)性能指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度σ b 800-1000MPa,屈服強(qiáng)度σ ^ 2 400-500MPa,延伸率δ 5 :25-35%，沖擊吸收功 Akv (O0C) :80_100J，硬度(H RC) :42_46。
權(quán)利要求
1.一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲，包括外皮和藥芯，其特征在于藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%;外皮為304不銹鋼鋼帶；藥芯成分的重量百分比為TiO2 :5-20%, Mn :30-70%, Si 0. 5-5%, Al-Mg 合金0. 5-5%, Ni :2_15%，Cr-Fe 合金:5_30%，氟化物0. 5-2. 5%，余量為鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述的Al-Mg合金中Al含量的重量百分比為40-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述的Cr-Fe合金中Cr含量的重量百分比為60-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥芯焊絲，其特征在于，所述的氟化物為BaF2、MgF2,CaF2,Na3AlF6和Na2SiF6中的一種或幾種。
全文摘要
一種高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌堆焊修復(fù)用藥芯焊絲，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。該藥芯焊絲包括外皮和藥芯，藥芯占藥芯焊絲總重量的12-25%；外皮為304不銹鋼鋼帶；藥芯成分的重量百分比為TiO25-20%，Mn30-70%，Si0.5-5%，Al-Mg合金0.5-5%，Ni2-15%，Cr-Fe合金5-30%，氟化物0.5-2.5%，余量為鐵粉。優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明具有較好的工藝性能，焊接效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，其堆焊熔敷金屬具有較好的抗接觸疲勞性能和耐磨性能，可延長(zhǎng)高錳鋼鑄鋼轍叉及鋼軌修復(fù)后的使用壽命。
文檔編號(hào)B23K35/30GK102896437SQ20121039413
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者牟淑坤, 張飛虎, 劉宏, 章軍, 陳延清, 董現(xiàn)春, 郭占山, 鞠建斌, 張熹, 張楠, 齊建 申請(qǐng)人:首鋼總公司