一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝

摘要

本发明公开了一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，涉及焊接材料技术，该焊丝的外用钢带为00Cr17铁素体不锈钢带，焊丝的药芯以重量百分比计，为：金属铬：30～40％，金属镍：30～40％，金属锰：5～10％，高碳铬铁：2～5％，稀土硅铁：0.5～3％，氟化物：5～10％，铝镁合金：2～5％，石墨：1～1.5％，钛铁：＜1％，其余为铁粉。采用本发明的焊丝可实现炉底辊堆焊修复的连续作业，并解决了纯奥氏体焊缝热裂纹敏感性高的技术难题，本发明的焊丝的焊接工艺性能优良，可广泛用于炉底辊的埋弧堆焊修复。

权利要求

1.一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其特征在于：药芯由合金粉和矿物质粉组成，合金粉和矿物质粉的重量分别为：金属铬76g，金属镍84g，高碳铬铁6g，金属锰14g，氟化物5g，稀土硅铁2g，铝镁合金

6g，石墨2.5g，钛铁1.5g，铁粉3g；或者金属铬74g，金属镍82g，高碳铬铁6g，金属锰16g，氟化物4g，稀土硅铁2.5g，铝镁合金

5g，石墨2.5g，钛铁1g，铁粉7g；或者金属铬78g，金属镍85g，高碳铬铁6g，金属锰15g，氟化物3g，稀土硅铁3g，铝镁合金

5g，石墨2.5g，钛铁1g，铁粉1.5g。

2.按照权利要求1所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其特征在于，所用的外用钢带为00Cr17铁素体不锈钢带。

3.按照权利要求1或2所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯的药粉占焊丝总重的48～52％。

4.按照权利要求1所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其特征在于，直径为φ2.4mm～2.8mm。

说明书

一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接材料技术领域，是一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，不仅可以用于埋弧堆焊修复炉底辊，也可用于Cr25Ni20系不锈钢的埋弧焊接。

背景技术

[0002] 炉底辊是钢铁行业的常用备件之一。钢厂连续退火炉、常化炉等都需要大量使用炉底辊，用于输送需要进行热处理的钢板。在使用过程中，炉底辊承受炉内高温(950℃，最高可达1100℃)和高温钢板对其的摩擦磨损(钢板在炉底辊表面的运行速度达50m/s)，这就要求炉底辊具有较高的高温强度、高温抗氧化性能、高温耐磨等性能。

[0003] 用于制造炉底辊的材质多为Cr25Ni20系纯奥氏体的高铬镍不锈钢。炉底辊的主要失效形式为表面结瘤、弯曲等，以表面结瘤最为常见。一旦炉底辊面形成结瘤，会使处于高温状态的钢材表面产生压痕和划伤，降低钢材质量。炉底辊的使用寿命通常为一年左右。由于炉底辊的制造材料为高铬镍的不锈钢材料，下线后废弃处理必然会浪费大量合金元素。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，为高铬镍奥氏体不锈钢药芯焊丝，不仅解决了高铬镍奥氏体不锈钢药芯焊丝加工生产的工艺难题，而且焊丝的焊接工艺性能优良，热裂敏感性低，实现了炉底辊的连续堆焊修复。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

[0006] 一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其药芯由合金粉和矿物质粉组成，合金粉和矿物质粉的重量百分比比例为：金属铬：30～40％，金属镍：30～40％，金属锰：5～10％，高碳铬铁：2～5％，稀上硅铁：0.5～3％，氟化物：5～10％，铝镁合金：2～5％，石墨：1～1.5％，钛铁：＜1％，其余为铁粉。

[0007] 所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其所用的外用钢带为00Cr17铁素体不锈钢带。

[0008] 所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其所述药芯的药粉占焊丝总重的48～52％。

[0009] 所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其药芯焊丝熔敷金属的锰硅比为1.5～2.3。

[0010] 所述的炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其直径为φ2.4mm～2.8mm。

[0011] 采用本发明的焊丝可实现炉底辊堆焊修复的连续作业，并解决了纯奥氏体焊缝热裂纹敏感性高的技术难题，本发明的焊丝的焊接工艺性能优良，可广泛用于炉底辊的埋弧堆焊修复堆焊。

具体实施方式

[0012] 本发明的一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，为解决炉底辊高效堆焊修复难度大的技术问题。

[0013] 本发明所解决的问题是高铬镍(Cr25Ni20)单相奥氏体不锈钢焊接的高热裂敏感性的问题和高铬镍不锈钢药芯焊丝的加工生产工艺问题。为防止降低炉底辊焊丝的热裂敏感性，避免焊缝中产生热裂纹，本发明通过合理调整焊丝熔敷金属的合金成分，适量添加稀土元素和钛铁，并通过控制合理的锰硅比，以达到降低热裂敏感性，避免焊接热裂纹的目的；为解决高铬镍不锈钢药芯焊丝的加工生产工艺问题，本发明采用了00Cr17铁素体不锈钢带为药芯焊丝的外用钢带。

[0014] Cr25Ni20系奥氏体不锈钢的铬当量与镍当量比值小于1.5，焊缝熔敷金属的组织为单相奥氏体，凝固过程中焊缝由于缺乏第二相，焊缝中硫化物等低熔点共晶易在晶界形成液态薄膜，导致焊缝出现热裂纹。本发明所涉及的焊丝是在Cr25-Ni20合金体系的基础上，通过调整焊丝熔敷金属的化学成分，首先保证其热强性和高温抗氧化性能。适量添加化学活动性极强的稀土元素，稀土元素可与焊缝中的有害杂质(如氧、硫、氮)结合，形成高熔点的硫化物等，并使其形态由薄膜状改变为球形，降低焊缝的热裂倾向。而适量添加的钛元素一方面可与焊缝中的杂质元素(如硫)形成球形硫化物，降低热裂倾向，另一方面可与碳结合在焊缝中形成粒状的碳化物，作为第二相存在于熔敷金属中，减少杂质偏聚，降低热裂倾向。但钛加入量过高会导致焊缝金属脱渣困难。锰与硅元素按适当比例加入熔敷金属中，两者的脱氧产物可形成熔点低、密度小的锰硅酸盐，聚集成半径大的质点而进入渣中，减少焊缝中的夹渣物，降低裂纹倾向。

[0015] 加工生产制造高铬镍含量的不锈钢药芯焊丝，如果用传统的碳钢带为焊丝外用钢带，要保证熔敷金属的合金成分，需要大幅度增加钢带宽度、并降低钢带的厚度，以提高焊丝药粉的填充率，这必然会增加焊丝的生产制造难度。本发明采用00Cr17铁素体不锈钢带为焊丝外皮，通过钢带向焊缝熔敷金属过渡大部分铬元素，从而降低焊丝药粉填充率，以保证焊丝的加工性能。

[0016] 本发明的一种用于炉底辊埋弧堆焊修复的药芯焊丝，其组成如下：

[0017] 1、外用钢带：为00Cr17铁素体不锈钢钢带，向堆焊熔敷金属中过渡铬元素。

[0018] 2、焊丝药芯：

[0019] 金属铬：向堆焊熔敷金属中过渡铬元素，其质量百分比含量为30～40％；

[0020] 金属镍：向堆焊熔敷金属中过渡镍元素，其质量百分比含量为30～40％；

[0021] 金属锰：向堆焊熔敷金属中过渡锰元素，并起脱氧、脱硫作用，其质量百分比含量为5～10％；

[0022] 高碳铬铁：向堆焊熔敷金属中过渡碳和铬元素，其质量百分比含量为2～5％；

[0023] 稀土硅铁：向堆焊熔敷金属中适量过渡硅元素，脱氧、脱硫，同时向堆焊熔敷金属中过渡稀土元素，以降低堆焊熔敷金属热裂敏感性能，其质量百分比含量为0.5～3％；

[0024] 氟化物：去氢，改善电弧性能，其质量百分比含量为5～10％；

[0025] 铝镁合金：起脱氧作用，提高铬、镍、锰等合金元素的过渡系数，其质量百分比含量为2～5％；

[0026] 钛铁：与碳元素有较强的结合力，脱氧，细化晶粒，但加入量过大易导致熔敷金属脱渣困难，其质量百分比含量不超过1％。