一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝的制作方法

50%；焊丝线径为φ2.8mm、φ3.2mm、φ4.0mm中的任一种，堆焊层金属抗拉强度约为550mpa，断面延伸率为24%以上。堆焊层数为三层以上。
7.所述药芯中铬成分通过低碳铬铁粉、微碳铬铁粉、金属铬粉中任一种或任两种以上向打底层过渡获得。所述药芯焊丝中铬成分按重量百分比为16-19%。
8.所述药芯中锰成分通过碳锰铁、金属锰中任一种或两种组合向打底层过渡获得。所述药芯焊丝中锰成分按重量百分比为5%-6.5%；所述药芯中硅成分通过硅合金粉向打底层过渡获得。所述药芯焊丝中硅成分按重量百分比为0.3%-0.6%。
9.所述药芯中镍成分通过添加纯镍粉向打底层过渡获得，药芯焊丝中镍成分按重量百分比为2.3%-3.6%。
10.所述药芯中铝成分通过添加纯铝粉向打底层过渡获得。所述药芯焊丝中铝成分按重量百分比为0.2%-0.4%。
11.基于发明背景中所述，目前对于打底层焊丝的研究多以低碳低合金钢体系为主，即有效元素少之又少，仅能满足辊体表面破坏层长肉增厚的作用，对于工件具体工况环境下所受的具体失效抵抗能力微乎其微，虽然打底层焊丝不与破坏体直接接触，但其本身性能对外侧耐磨层金属及辊体裂纹的扩展均有较大影响，从而对整个再制造过程影响显著。
12.本发明的工作原理，焊层金属采用中锰低硅体系，并添加大量的奥氏体形成元素，使对焊层金属保持奥氏体和铁素体双相组织，铁素体和奥氏体的强度、硬度虽然不高，但具有良好的抗裂性能，作为水泥挤压辊打底层焊丝使用，修补基体表面，可以有效组织裂纹的扩展，止裂作用强。另外通过严格控制合金组分中的碳含量在0.1%以下，有利于提高焊接性能，焊接过程防止产生硬脆的马氏体组织，减小裂纹萌生倾向，消除裂纹倾向；配置中锰低硅体系，少量的硅与锰起到联合脱氧的作用，焊接过程中无需外部介质保护，但是在焊接时硅能与氧结合形成硅酸，降低材料的焊接性能，当含量超过3%时，还能降低焊层金属的塑性和韧性，因此控制硅含量在0.2-0.7之间；通过添加钛酸钾和氟硅酸钠非金属矿物质减少焊接飞溅，提高焊丝焊接性能。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）焊前不需要预热，常温下即可用于电弧焊焊接使用，简化修复环节，降低生产及场地要求，降低生产成本。2）满足堆焊三层以上的使用要求；3）焊层金属与母材熔合好，结合强度高；4)焊层金属为奥氏体 铁素体双相组织，具有高抗裂性，抗拉强度约为550mpa，断面延伸率超过24%，能够有效阻止辊面的疲劳裂纹和焊接裂纹向辊体延伸、扩展，有效保护辊体不受损坏，延长使用寿命。
14.附图说明：图1 本发明实施例使用的拉伸试样示意图。
15.具体实施方式：下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步说明：下面将详细地描述本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
16.实施例1一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，包括药芯和冷轧低碳钢带组成，实施例中
各成分元素通过添加微碳铬铁、中碳锰铁、45硅铁、镍粉、钛酸钾、铝粉、氟硅酸钠、铁粉等原料获得，药芯焊丝成分按重量百分比为：c 0.09%，cr 17.5%，mn 6.4%，si 0.3%，ni 4%，k4tio
4 1.2%，al 0.17%，na2sif
6 0.33%，其余为铁及不可避免的杂质。冷轧低碳钢带中的碳含量0.0265%；药芯在冷轧低碳钢带制成的冷拔焊丝管体中的装填系数46.9%；焊丝线径φ2.8mm。
17.实施例1已在辽宁某水泥厂挤压辊上应用，堆焊三层，目前已在线运行超过10000h，打底层焊丝与母材结合良好，焊层无显微裂纹。在线运行7200小时下线巡检观测，打底层状态良好，仍具备继续服役条件。
18.实施例2一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，包括药芯和冷轧低碳钢带组成，实施例中各成分元素通过添加低碳铬铁、金属铬粉、电解锰铁、45硅铁、镍粉、钛酸钾、铝粉、氟硅酸钠、铁粉等原料获得，药芯焊丝成分按重量百分比为：c 0.05%，cr 19.3%，mn 5.71%，si 0.43%，ni 3.59%，k4tio
4 1.4%，al 0.36%，na2sif
6 0.5%，其余为铁及不可避免的杂质。冷轧低碳钢带中的碳含量0.0221%；焊丝线径φ3.2mm，装填系数49.5%。
19.实施例3一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，包括药芯和冷轧低碳钢带组成，实施例中各成分元素通过添加微碳铬铁、金属铬粉、中碳锰铁、75硅铁、镍粉、钛酸钾、铝粉、氟硅酸钠、铁粉等原料获得，药芯焊丝成分按重量百分比为：c 0.06%，cr 18.5%，mn 5.7%，si 0.52%，ni 3.14%，k4tio
4 1.3%，al 0.5%，na2sif
6 0.7%，其余为铁及不可避免的杂质。冷轧低碳钢带中的碳含量0.021%；焊丝线径φ4.0mm，装填系数48%。
20.本发明自保护药芯焊丝的堆焊层强度试验：将实施例1-3中制备的药芯焊丝进行堆焊，采用直流反接堆焊，电压28v-34v，电流350a-450a。焊接过程中电弧稳定，烟尘少，飞溅少，焊后无渣。拉伸实验采用万能拉伸试验机在室温下测定，标准按照astm a370-2019标准制备小尺寸试样，尺寸选取如图1、表1所示，每个实施例取3组平行式样，最后得到该实施例焊层金属平均强度值，具体数值如表2。
21.表1 拉伸试样尺寸（mm）表2实施例中焊层金属力学性能
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，包括药芯和冷轧低碳钢带组成，其特征在于，药芯焊丝成分按重量百分比为：c 0.05-0.15%，cr 15-20%，mn 4-7%，si 0.2-0.7%，ni 2-4%，k4tio
4 1-1.5%，al 0.1-0.5%，na2sif
6 0.3-1%，其余为铁及不可避免的杂质；冷轧低碳钢带中的碳含量＜0.03%；药芯在冷轧低碳钢带制成的冷拔焊丝管体中的装填系数45%-50%；焊丝线径为φ2.8mm、φ3.2mm、φ4.0mm中的任一种，堆焊层金属抗拉强度约为550mpa，断面延伸率为24%以上；堆焊层数为三层以上。2.根据权利要求1所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中铬成分通过低碳铬铁粉、微碳铬铁粉、金属铬粉中任一种或任两种以上向打底层过渡获得。3.根据权利要求2所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中铬成分按重量百分比为16-19%。4.根据权利要求1所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中锰成分通过碳锰铁、金属锰中任一种或两种组合向打底层过渡获得。5.根据权利要求4所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中锰成分按重量百分比为5%-6.5%。6.根据权利要求1所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中硅成分通过硅合金粉向打底层过渡获得。7.根据权利要求6所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中硅成分按重量百分比为0.3%-0.6%。8.根据权利要求1所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中镍成分通过添加纯镍粉向打底层过渡获得，药芯焊丝中镍成分按重量百分比为2.3%-3.6%。9.根据权利要求1所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中铝成分通过添加纯铝粉向打底层过渡获得。10.根据权利要求9所述的一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中铝成分按重量百分比为0.2%-0.4%。

技术总结
本发明涉焊接材料技术领域，尤其涉及一种挤压辊打底层用自保护药芯焊丝，包括药芯和冷轧低碳钢带组成，其特征在于，药芯焊丝成分为C，Cr，Mn，Si，Ni，K4TiO4，Al，Na2SiF6。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）焊前不需要预热，常温下即可使用，简化修复环节，降低生产及场地要求，降低生产成本。2）满足堆焊三层以上的使用要求；3）焊层金属与母材熔合好，结合强度高；4)焊层金属为奥氏体 铁素体双相组织，具有高抗裂性，抗拉强度约为550MPa，断面延伸率24%以上，能够有效阻止辊面的疲劳裂纹和焊接裂纹向辊体延伸、扩展，保护辊体不受损坏，延长使用寿命。寿命。


技术研发人员：孙沛沛 孙静文 车双龙 丑煦泽 刘晓光
受保护的技术使用者：孙沛沛
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/6/3