微渣耐磨堆焊用自保护药芯焊丝的研制.pdf

湘潭大学
硕士学位论文
微渣耐磨堆焊用自保护药芯焊丝的研制
姓名:李再华
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:张清辉
20060501
摘要
本课题是在已有的埋弧堆焊用金属粉型药芯焊丝的基础上研究的一类自保
护药芯焊丝。这类药芯焊丝的研制克服了用埋弧堆焊滚筒带来的不方便,比如焊
剂的添加,焊后的层间去渣等。是一种适合不规则零件堆焊和野外作业的性能优
良的药芯焊丝。
本文首选分析了“O”型截面对自保护药芯焊丝性能的影响,比如对包粉量
的影响,对飞溅的影响等,并提出了减少这种截面药芯焊丝对保护效果影响的措
施和方法。
因为我们研制的药芯焊丝是用于滚筒的耐磨堆焊,所以药芯中加入了大量的
增加耐磨性的元素,比如:C,Cr,W,Mo,B等等。这些用于增加硬度和耐磨性
的合金占了整个药芯成分的70%以上,而我们用于包裹这些元素的是普通的没有
自保护效果的优质低碳钢带。所以怎样向药芯中加入各种产生保护效果的元素是
我们研究的重点和难点。
我们研制这类药芯焊丝遇到的最大困难是飞溅,产生裂纹,有气孔,有时也
遇到成形不好的情况。经过多次的试验和分析,我们决定采用两种方式来实现自
保护,因此研究出了2种配方的自保护药芯焊丝。
向药芯中加入一定量的金属锰可以很好的脱氧,脱硫等,焊接飞溅,裂纹和
气孔也能有效的防止并且焊缝成形也比较好,但是金属锰是一种有毒的元素,对
环境和人生安全造成一定的危害,所以我们尽量减少锰的含量而加入一些钛的合
金。
向药芯中加入一定量的铝镁合金和氟化铝等盐也可以可以很好的脱氧,脱硫
和脱氢等,能有效的防止各类焊接缺陷,但是铝的氧化物熔点高,不容易从熔池
中浮出来,所以易造成夹渣等,焊接裂纹产生的倾向比较大。为了减少氟和铝带
来的不方便,我们向药芯中加入一定量的纯碱来稳定电弧等。
为了得到更加优良的自保护药芯焊丝,我们还向药芯中加入了稀土,铌铁等。
通过硬度测试和耐磨性实验比较,两种配方的焊丝都可以满足产品对焊缝的主要
功能指标。通过对两种配方组织的光谱分析,扫描电镜分析和X射线衍射分析,
从理论上解释了两种配方都可以满足焊缝主要功能指标的原因。
本课题药芯焊丝的研制,说明自保护药芯焊丝是能用于对焊缝有特殊要求如
耐磨的产品,也为以后各类自保护药芯焊丝的研制提供了一定的思路和技巧。

关键词:自保护药芯焊丝;“O”型截面;耐磨堆焊;裂纹;气孔;飞溅


I
ABSTRACT
This article researched a type of self-shielded flux-cored wire which based on a
metal powder-cored wire. The self-shielded flux-cored wire overcame difficulties
that submerged overlaying on roller. Such as appending welding sands, removing
slag after welding between two layers. It is an excellent flux-cored wire fit to
overlaying abnormity equipments and exercising on fields.
The article analyzes effects of self-shielded flux-cored wire because of its “O”
section, such as packaging powder of quantity, splashing etc. And it brings forward
ways to reduce these influences.
Because the flux-cored wires we researched used to overlaying wear-resistant
rollers, we added so many elements to increase wear resistance such as C,Cr,Ni,
Mo,B etc. These powders occupy 70% of the whole flux core. And the metal band
used to package these elements is ordinary high quality mild steel. So how to add
thes