一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝的制作方法

1.本发明涉及焊接材料技术领域，特别是涉及一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝。


背景技术：

2.连铸是目前钢厂铸坯生产的主要方式，其中连铸机内的连铸辊为重要设备，目前几乎全部采用寿命较长的堆焊复合辊，配合定期检修，下线重新堆焊辊面，以达最佳使用效果。
3.00c13cr4ni系列马氏体不锈钢，是目前最常见的连铸辊堆焊材料，由于连铸辊使用量大，因此堆焊维修的效率十分重要，埋弧焊由于具有较高的堆焊效率，因此为许多修复厂选用的堆焊技术，使用埋弧焊药芯焊丝搭配烧结焊剂，可得到辊面合金成分满足需求，且无堆焊缺陷之焊层。
4.使用埋弧焊堆焊连铸辊时，为了提高生产效率，对于大辊径辊，常会使用较大的电流参数，提高焊材熔敷效率，缺点堆焊过程层间温度容易过高，当堆焊辊面温度超过摄氏400度，常会造成脱渣性不良状况，需要靠外力去除渣壳，严重时需要暂停等待温度降低再继续堆焊，暂停堆焊不只会降低生产效率，重新堆焊的起弧点往往容易产生夹渣气孔或成分不均匀等缺陷，影响产品质量。
5.专利号为cn202010599845.2的中国专利公开了一种25mn奥氏体钢用金属粉芯埋弧焊丝焊剂组合，与此焊丝搭配的焊剂成分包括金属氟化物，焊剂的组成中，金属氟化物主要为造渣剂，同时有降低焊渣的熔点、提高流动性并改善焊道形状的作用，但是金属氟化物在焊剂中添加，只与焊道熔金表面接触，不易带出熔金内部杂质气体等，可能残留缺陷，只能保护焊道表面不受高温氧化。
6.基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝。


技术实现要素：

7.本发明主要解决的技术问题是提供一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，解决埋弧焊堆焊连铸辊时高温脱渣问题。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，该连铸辊埋弧焊丝包括铁皮和包裹于铁皮中的焊药组成，所述连铸辊埋弧焊丝各组成占重量百分比如下：c：0.02％-0.07％、si：0.3％-1.0％、mn：0.7％-1.5％、cr：13％-16％、mo：0.5％-1.5％、ni：3.5％-4.5％、氟化物：0.1％-0.3％、铝合金粉末：0.5％-1.5％、微量合金：0.2％-0.5％、余量为铁及无法避免的杂质。
9.优选的是，所述氟化物采用氟化钡、氟化钙或氟化钡和氟化钙的混合，其中氟化钙须为干磨萤石粉，纯度95％以上。
10.优选的是，所述铝合金粉末采用铝镁合金、铝铁或铝镁合金和铝铁的混合。
11.优选的是，所述微量合金包括nb、v、及ti，进一步提高产品晶粒細化、抗腐蝕能力和強度等。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.在药芯焊丝内添加少量氟化物及铝合金粉末，有助于提升此焊丝堆焊高温脱渣能力；
14.在药芯焊丝内添加少量合金元素nb、v、ti，进一步提高产品晶粒細化、抗腐蝕能力、強度等性质；
15.可确保药芯焊丝堆焊过程熔金脱渣性质稳定，即使辊面温度高达摄氏400-500度时，埋弧焊渣壳能仍自动与辊面焊层分离，无须人工外力敲除，辊面连续堆焊完成无须中途暂停等待降温，提高连续堆焊生产之效率。
具体实施方式
16.下面对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
17.本发明实施例包括：
18.一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，在埋弧焊丝中添加协助脱渣元素协，药芯焊丝内添加少量氟化物及铝合金粉末，有助于提升此焊丝堆焊高温脱渣能力，所述氟化物占药芯焊丝总重之重量百分比0.1％-0.3％，所述氟化物可以是氟化钡、氟化钙或氟化钡和氟化钙的混合，其中氟化钙须为干磨萤石粉，纯度95％以上，所述铝合金粉末占药芯焊丝总重之重量百分比0.5％-1.5％，铝合金粉末可以是铝镁合金、铝铁或铝镁合金和铝铁的混合，其中铝镁合金常采用铝含量为50％的铝镁合金。
19.在焊剂中添加氟化物只与焊道熔金表面接触，不易带出熔金内部杂质气体等，可能残留缺陷，只能保护焊道表面不受高温氧化，本发明在药芯焊丝内添加氟化物及铝合金粉末，焊丝内能均匀混和，进一步让焊道熔金内部杂质缺陷减少，也提升与焊剂融化后产生的保护渣壳的脱离能力，也就是脱渣性。
20.所述药芯焊丝为13cr连铸辊埋弧焊药芯焊丝，主要合金成分设计如下：c：0.02％-0.07％、si：0.3％-1.0％、mn：0.7％-1.5％、cr：13％-16％、mo：0.5％-1.5％、ni：3.5％-4.5％。
21.另外，所述药芯焊丝添加少量合金元素，进一步提高产品晶粒細化、抗腐蝕能力、強度等性质，少量合金元素包括nb、v、ti，三者少量合金元素总量介于0.2％-0.5％。
22.使用本发明设计的埋弧焊丝，融敷金属满足连铸辊堆焊质量需求，其中，额外添加入药芯焊丝内的氟化物能改变渣壳内氧化物结晶方向性，提高脱渣性；铝元素能降低熔金内氧含量，减少其他影响脱渣性之氧化物产生，藉由将上述物质直接加入药芯焊丝中，可确保药芯焊丝堆焊过程熔金脱渣性质稳定，即使辊面温度高达摄氏400-500度时，埋弧焊渣壳能仍自动与辊面焊层分离，无须人工外力敲除，辊面连续堆焊完成无须中途暂停等待降温，提高连续堆焊生产之效率。
23.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，其特征在于：该连铸辊埋弧焊丝包括铁皮和包裹于铁皮中的焊药组成，所述连铸辊埋弧焊丝各组成占重量百分比如下：c：0.02％-0.07％、si：0.3％-1.0％、mn：0.7％-1.5％、cr：13％-16％、mo：0.5％-1.5％、ni：3.5％-4.5％、氟化物：0.1％-0.3％、铝合金粉末：0.5％-1.5％、微量合金：0.2％-0.5％、余量为铁及无法避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，其特征在于：所述氟化物采用氟化钡、氟化钙或氟化钡和氟化钙的混合，其中氟化钙须为干磨萤石粉，纯度95％以上。3.根据权利要求1所述的一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，其特征在于：所述铝合金粉末采用铝镁合金、铝铁或铝镁合金和铝铁的混合。4.根据权利要求1所述的一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，其特征在于：所述微量合金包括nb、v、及ti。

技术总结
本发明公开了一种高温脱渣性良好的连铸辊埋弧焊丝，在药芯焊丝内添加少量氟化物及铝合金粉末，有助于提升此焊丝堆焊高温脱渣能力，在药芯焊丝添加少量合金元素，进一步提高产品晶粒細化、抗腐蝕能力、強度等性质。通过上述方式，本发明可确保药芯焊丝堆焊过程熔金脱渣性质稳定，即使辊面温度高达摄氏400-500度时，埋弧焊渣壳能仍自动与辊面焊层分离，无须人工外力敲除，辊面连续堆焊完成无须中途暂停等待降温，提高连续堆焊生产之效率。提高连续堆焊生产之效率。


技术研发人员：庄铭浩 朱俊俍
受保护的技术使用者：苏州优霹耐磨复合材料有限公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/2/6