[go: up one dir, main page]

CN1297365C - 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法 - Google Patents

平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1297365C
CN1297365C CNB021517940A CN02151794A CN1297365C CN 1297365 C CN1297365 C CN 1297365C CN B021517940 A CNB021517940 A CN B021517940A CN 02151794 A CN02151794 A CN 02151794A CN 1297365 C CN1297365 C CN 1297365C
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
present
metal dust
alloy steel
arc welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB021517940A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1511670A (zh
Inventor
邝益壮
黄海珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WEILIN TRADE CO Ltd JIANGMEN CITY
Original Assignee
WEILIN TRADE CO Ltd JIANGMEN CITY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WEILIN TRADE CO Ltd JIANGMEN CITY filed Critical WEILIN TRADE CO Ltd JIANGMEN CITY
Priority to CNB021517940A priority Critical patent/CN1297365C/zh
Publication of CN1511670A publication Critical patent/CN1511670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1297365C publication Critical patent/CN1297365C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法,它对单个或两个连铸辊进行表面硬化,通过加注金属粉末堆焊,对普通埋弧焊的工艺和设备作改进,利用并在普通埋弧焊工艺基础上改用一条或平行两条低合金钢焊丝,在焊接的同时,将金属粉末同步粘附在低合金钢焊丝上,由于将金属粉末与低合金钢焊丝配对,故很容易得到所需合金成份的焊层。应用该方法进行焊接,能使焊件的焊道根部焊透,一次焊接成型,不会产生裂纹等焊接缺陷,且不用预先开坑口,具有较高的生产率,母材稀释少,热影响区域小和焊层微细结构均匀,以及耐磨损、防腐蚀的特点,延长焊件的使用寿命。它可广泛应用于大面积的表面堆焊处理,尤其是制钢业的辊类表面处理。

Description

平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法
一、技术领域
本发明涉及一种改进的埋弧焊方法,特别是加注金属粉末堆焊的埋弧焊方法(简称:SWP)。
二、背景技术
目前,未见有加注金属粉末的埋弧焊方法。而普通的埋弧焊方法之工作原理通常是:通过焊丝末端和焊件之间产生电弧后,电弧的幅射热使焊丝末端周围的焊剂熔化,有部分被蒸发,焊剂蒸气将电弧周围的熔化剂——熔渣排开,形成一个封闭空间,使电弧与外界空气隔绝,电弧在此空间内继续燃烧,焊丝便不断熔化,并以滴状落下,与焊件被熔化的液态金属混合形成焊接熔池。随着焊接过程的进行,电弧向前移动,焊接熔池也随之冷却而凝固,形成焊道。密度较小的熔渣浮在熔池的表面,冷却后成为渣壳。然而,采用这种普通埋弧焊方法焊接厚度在14毫米以上的焊件,一般都要预先开坡口,以保证所要焊接的焊件的焊道根部焊透和有良好的焊道成型,以及无夹渣缺陷,况且,还要根据焊件的不同厚度,而分别开V形、X形、U形或其他形状的坡口。因此,其焊接前所要做的准备工作较多。而且,对于焊接厚度较厚的焊件,不但在焊接前常常都要预先开坡口,也不论是单面或双面埋弧焊,均要采用多层埋弧焊的方式进行,甚至有时还要首先应用手工电弧焊对所要焊接的焊件作处理后,才能进行埋弧焊,这样,方能保证焊接质量,避免产生裂纹、咬边和夹渣的焊接质量问题,由此而不利于提高焊接生产率。
采用普通埋弧焊方法进行焊接时,还存在着母材稀释率高、热影响区域大和焊层微细结构不够均匀,而且焊层较薄一般只有15毫米左右的弊端。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的埋弧焊方法,特别是平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法,以克服现有普通埋弧焊方法(简称:SAW)所存在着要预先对厚度较厚的焊件开坡口、并且需要多层焊接,以及较低的焊接生产率,母材稀释率高、热影响区域大和焊层微细结构不够均匀的弊端。
本发明的目的是这样实现的:本发明平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法对单个或两个连铸辊进行表面硬化,通过加注金属粉末堆焊,对普通埋弧焊的工艺和设备作改进,利用并在传统的SAW工艺基础上改用一条或平行两条低合金钢焊丝,在焊接的同时,将金属粉末同步粘附在低合金钢焊丝上,其中,所述的金属粉末占包括低合金钢焊丝和金属粉末在内的总合金材料的40%~60%。由于将金属粉末与低合金钢焊丝配对,故很容易得到所需合金成份的焊层。应用该方法进行焊接,能使焊件的焊道根部焊透,一次焊接成型,不会产生裂纹、咬边和夹渣的焊接缺陷,且不用预先开坑口,具有较高的生产率,母材稀释少,热影响区域小和焊层微细结构均匀的特点,以及耐磨损、防腐蚀的特点。而且,焊层的厚度可达到35毫米左右,从而较好地保证焊接质量,延长焊件的使用寿命。它可广泛应用于大面积的表面堆焊处理,尤其是制钢业的辊类表面处理。
虽然SWP是一种添加金属粉末的埋弧焊,但是,只要在现有埋弧焊设备的基础上配套一台送粉器就可以应用本发明,而无需大量耗资重新投资新设备。
四、附图和附表说明
下面结合附图、附表和实施例对本发明的工作原理作进一步描述:
图1、是本发明之一平行双丝加金属粉末的埋弧焊之工作原理图;
图2、是本发明之二单丝加金属粉末的埋弧焊之工作原理图;
图3、是辊子的不同位置Cr和Ni的变化比较图;
图4、是焊层及焊件的维氏硬度和Cr的分布图;
图5、为采用SAW工艺由显微镜放大得出的金相检测图;
图6、为应用SWP工艺由显微镜放大得出的金相检测图。
表1、为低合金钢焊丝、金属粉末、母材的合金材料和化学成份表;
表2、为金属粉末和低合金钢焊丝不同比例熔敷率对比表;
表3、为焊层的化学成份表;
表4、为SWP方法与SAW工艺的技术性能对比表;
表5、是为了正确评估应用SWP进行焊接后,沿着辊子的轴转动的各部位化学成份是否正确和一致,而通过原子光谱所得出的详细数据分析表。
五、具体实施方式
本发明是加注金属粉末的埋弧焊方法,它分为平行双丝加金属粉末的埋弧焊方法和单丝加金属粉末的埋弧焊方法。它对单个或两个连铸辊进行表面硬化,通过加注金属粉末堆焊,对普通埋弧焊的工艺和设备作改进,利用并在传统的SAW工艺基础上改用一条或平行两条低合金钢焊丝,在焊接的同时,将金属粉末同步粘附在焊丝上。由于将金属粉末与低合金钢焊丝配对,故很容易得到所需合金成份的焊层。其主要技术特征在于:使用一条或平行两条低合金钢焊丝和在金属粉末中加入所需的合金元素,其中,所述的金属粉末占包括低合金钢焊丝和金属粉末在内的总合金材料的40%~60%。之所以本发明的方法与传统的SAW工艺相比,具有较高的生产率,母材稀释少,热影响区域小和焊层微细结构均匀的特点,是因为焊接时,通过低合金钢焊丝末端和焊件之间产生电弧,这些电弧的大部分热能有助于所加注金属粉末充分溶解于焊层,这样,就可以获得所需合金成份的焊层,并能保证多层化学成份一致。在应用该方法时,根据不同焊件的材质,加注与此相对应的金属粉末,就可保障焊件的焊接质量。
本发明是这样实施的:在普通埋弧焊的工艺和设备之基础上作改进,使之具有引弧、维持电弧稳定燃烧、送进焊丝、电弧的移动以及焊接结束时填满弧坑和清除焊渣的同时,还具有送进金属粉末的功能。这里所述的还具有送进金属粉末的功能,是通过在普通埋弧焊设备的基础上配套一台送粉器而实现的。
下面是应用本发明的一个实施例。在如下的工艺参数和表1所相应要求的使用材料条件下得出表2至表5的技术数据:1、电流:600-620A;2、电压:28V+电极;3、焊接速度:320毫米份;4、双极电弧焊在13毫米之间摆动;5、焊剂:非合金化的基质(使用相应OK焊剂10.61);6、将辊子预热到约250℃。
在图1和图2中,本发明的工作原理是:在焊接的整个过程中,在由埋弧焊设备中的自动送丝机构送进一条或平行两条低合金钢焊丝1的同时,送粉器2自动送出所需要加注的金属粉末5。送粉器2的出粉口对着低合金钢焊丝1,金属粉末5被送粉器2自动送出的同时同步粘附在低合金钢焊丝1上。这样,通过低合金钢焊丝1末端和焊件3之间产生电弧4,这些电弧4的大部分热能有助于所加注的金属粉末5充分熔解于焊层,由于将金属粉末5与低合金钢焊丝1配对,故很容易得到所需合金成份的焊层,使焊层有良好的化学涂层。该涂层的化学成份通过试验得出如表3的结果。正因为所加注的金属粉末5粘附在低合金钢焊丝1上并在电弧4产生电能的作用下充分地熔解于焊层,由此得到相当好的熔合,故能使焊道根部焊透,一次可以一层焊接成型,即使需要搭层和多层焊接时,也能得到相同的合金成份和保证焊层微细结构均匀。本发明在堆焊过程中产生的热量绝大部分被金属粉末5熔化时吸收,减少了母材的稀释率,同时热影响区域小。此处所提及的热影响区域小,是指热影响区域的周围不会产生热影响,也就是不会产生开裂和过火的现象。金属粉末5在熔池中熔化与低合金钢焊丝1产生完全反应,得到所需合金成份的焊层,并在相同工艺条件下达到比采用SAW工艺更高的熔敷率,以及能使焊层厚度可达到35毫米左右,这样,从技术上就能保证在焊接当中,不会出现裂纹、咬边和夹渣的焊接缺陷。同时,应用本发明,因为能使焊件3具有较高的熔敷率,所以对焊件3不需作开坑口处理,从而降低焊接成本和减少焊接前的准备工作。而且,焊件3热处理消除应力约560℃。所述的熔敷率见表2,当电弧4的摆动幅度增加时,熔敷率也会相应提高。从表4中关于“SWP方法与SAW工艺的技术性能对比”可见,应用SWP方法所反映出的熔敷率、焊层厚度的技术指标都比采用SAW工艺高,而其稀释率和能耗这些性能数据均低于采用SAW工艺。从图3还得知,辊子的不同位置的Cr和Ni之变化比较均匀和一致。由该表可知,本发明的多层焊接在X光显微硬度下分析得出,其合金成份和维氏硬度都控制之内。为了正确评估应用SWP方法进行焊接后,沿着焊件3——辊子的轴转动的各部位化学成份是否正确和一致,特通过原子光谱分析而得出的详细数据分析,见表5所示。从该表中得知,除了起点位置Cr和Ni稍比平均值偏离外,两个辊子的化学成份相当均匀。该表的数值同时在图3中反映。通过图5和图6对比得知,应用SWP方法的图6所示焊层之微细结构要比采用SAW工艺的图5所示焊层之微细结构更均匀,而应用SWP方法焊接而成的焊层之微细结构含铁素体为5%110%,从而令到焊层有较大的刚性。
本发明根据不同的焊接要求而分别应用平行双丝加金属粉末的埋弧焊方法或单丝加金属粉末的埋弧焊方法。当焊道较宽时,则应用平行双丝加金属粉末的埋弧焊方法;当焊道较窄时,则应用单丝加金属粉末的埋弧焊方法。当焊道较宽时,若采用单丝加金属粉末的埋弧焊方法对焊件进行焊接,在焊接的过程中较容易产生大幅度摆动而影响焊接质量,故此时采用平行双丝加金属粉末的埋弧焊方法之焊接效果会更好些、焊接时间也会缩短。反之,当焊道较窄时,若采用平行双丝加金属粉末的埋弧焊方法对焊件3进行焊接,将造成低合金钢焊丝1的浪费和增大焊接成本。
表1:低合金钢焊丝、金属粉末、母材的合金材料和化学成份
  使用材料   C   Si   Mn   Ni   Cr   Mo   V   Fe
  ok 12.20S2Φ2.4mm焊丝   0.1   0.1   1.0   -   -   -   -   Bal.
  金属粉末   0.08   0.4   0.8   9.1   30.7   2.0   -   Bal.
  母材   0.23   0.4   0.4   0.2   1.3   1.1   0.3   Bal.
表2:金属粉末和低合金属钢焊丝不同比例熔敷率对比
  焊层   粉末kg/h   焊丝kg/h   总消耗量kg/h   粉末%
  1   10   7.7   17.7   57
  2   6   7.7   13.7   44
表3:焊层的化学成份
 (wt%)   C   Mn   Si   Cr   Ni   Mo
 目标:   0.08   1.0   0.5   14.0   4.0   1.0
 结果:
 表面(原子吸收)*   0.09   0.9   0.3   13.9   4.3   1.1
 第一层(X-光)*   -   -   -    -   4.2   -
 第二层(X-光)*   -   -   -    -   4.1   -
*平均值
表4:SWP方法与SAW工艺的技术性能对比
  指标   SAW   SWP
  熔敷率(Kg/H)   ~12   ~25
  稀释率(%)   ~45   ~25
  厚度(mm/Poss)   4~6   4~8
  能量度(J/mm2)   175   <150
表5:由原子光谱分析得出的用于评估沿着辊子的轴转动的各部位化学成份是否正确和一致的数据
  元素(wt%)                                            不同位置
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
  C   0.08   0.09   0.09   0.09   0.09   0.08   0.09   0.09   0.09   0.09
  Si   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3
  Mn   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9   0.9
  Ni   4.5   4.2   4.3   4.2   4.2   4.7   4.3   4.3   4.3   4.3
  Cr   14.7   13.6   13.6   13.5   13.3   15.7   13.8   13.6   14.1   13.4
  Mo   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1   1.1

Claims (1)

1、一种平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法,对单个或两个连铸辊进行表面硬化,通过加注金属粉末(5)堆焊,在普通埋弧焊设备的基础上配套一台送粉器(2),其特征在于:由埋弧焊设备中的送丝机在自动送进一条或平行两条低合金钢焊丝(1)的同时,送粉器(2)自动送出所需要加注的金属粉末(5)并同步粘附在低合金钢焊丝上(1),通过低合金钢焊丝(1)末端和焊件(3)之间产生电弧(4),其所产生的电弧(4)使金属粉末(5)充分熔解于焊层,由此得到所需合金成份的焊层,所述的金属粉末(5)占包括低合金钢焊丝(1)和金属粉末(5)在内的总合金材料的40%~60%。
CNB021517940A 2002-12-31 2002-12-31 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法 Expired - Lifetime CN1297365C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021517940A CN1297365C (zh) 2002-12-31 2002-12-31 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021517940A CN1297365C (zh) 2002-12-31 2002-12-31 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1511670A CN1511670A (zh) 2004-07-14
CN1297365C true CN1297365C (zh) 2007-01-31

Family

ID=34234513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021517940A Expired - Lifetime CN1297365C (zh) 2002-12-31 2002-12-31 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1297365C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102615382A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 李峻野 一种双碳弧高效堆焊耐磨复合钢板的方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013552B3 (de) * 2006-03-24 2007-06-14 Maschinenfabrik Gustav Wiegard Gmbh & Co. Kg Unterpulverschweißverfahren zur Aufschweißung einer Nutzschicht auf einen Grundwerkstoff
CN102343471A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 上海图博可特石油管道涂层有限公司 石油开采用钻具的堆焊工艺
CN104526113B (zh) * 2014-11-04 2016-08-31 南方增材科技有限公司 超超临界低压转子的电熔成形方法
CN104526169B (zh) * 2014-11-04 2016-08-17 南方增材科技有限公司 核电站蒸发器筒体电熔成形方法
CN107088693A (zh) * 2016-08-08 2017-08-25 温州宝通机械制造有限公司 一种合金颗粒堆焊工艺
CN110170723B (zh) * 2019-06-21 2020-10-16 上海交通大学 一种双热源同步送丝、送粉的焊接方法
CN116689972A (zh) * 2023-04-28 2023-09-05 中铁宝桥(扬州)有限公司 一种多丝控制及智能送粉焊接装置及复合钢板焊接方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU656775A1 (ru) * 1976-12-21 1979-04-17 Предприятие П/Я Г-4774 Устройство дл подачи порошкообразного присадочного материала
EP0545792A1 (fr) * 1991-11-29 1993-06-09 Chpo Ardel S.A. Procédé de soudage/rechargement à l'arc et dispositif de mise en oeuvre
CN1233203A (zh) * 1996-09-23 1999-10-27 赫加奈斯公司 一种用于通过埋弧焊形成表面覆层的金属粉末的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU656775A1 (ru) * 1976-12-21 1979-04-17 Предприятие П/Я Г-4774 Устройство дл подачи порошкообразного присадочного материала
EP0545792A1 (fr) * 1991-11-29 1993-06-09 Chpo Ardel S.A. Procédé de soudage/rechargement à l'arc et dispositif de mise en oeuvre
CN1233203A (zh) * 1996-09-23 1999-10-27 赫加奈斯公司 一种用于通过埋弧焊形成表面覆层的金属粉末的应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102615382A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 李峻野 一种双碳弧高效堆焊耐磨复合钢板的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1511670A (zh) 2004-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5411820B2 (ja) フラックス入り溶接ワイヤ及びこれを用いた肉盛溶接のアーク溶接方法
Ahsan et al. Mechanisms of weld pool flow and slag formation location in cold metal transfer (CMT) gas metal arc welding (GMAW)
JP5570473B2 (ja) 2電極溶接法
EP2879833B1 (en) Root pass welding
CA2455940A1 (en) Hardsurfacing welding wire and process
EP2610361B1 (en) Flux-cored welding wire for carbon steel and process for arc welding
CN1297365C (zh) 平行双丝或单丝加金属粉末的埋弧焊方法
Liu et al. Influence of interwire distance and arc length on welding process and defect formation mechanism in double-wire pulsed narrow-gap gas metal arc welding
CA1055736A (en) Welding of age hardenable stainless steel
WO2017145854A1 (ja) エレクトロスラグ溶接用Ni基溶接材料
JP5066375B2 (ja) パルスmag溶接用銅めっきソリッドワイヤ
JP2017148863A (ja) エレクトロスラグ溶接用Ni基溶接材料
JP4754096B2 (ja) パルスmag溶接用ソリッドワイヤ
Niagaj The use of activating fluxes for the welding of high-alloy steels by A-TIG method
US20230089614A1 (en) Welding electrode with functional coatings
Srinivasan et al. Effect of surface tension metal transfer on fume formation rate during flux-cored arc welding of HSLA steel
JP3523777B2 (ja) 2電極エレクトロガスア−ク溶接方法
CA2562319C (en) Electric arc welding wire
Bushey Welding of cast irons
CA2595087C (en) An improved method of welding austenitic steel pipes
JP3583561B2 (ja) 横向エレクトロガス溶接方法
Shahi et al. Prediction of dilution in GMA and UGMA stainless steel single layer cladding using response surface methodology
CN106944768B (zh) 一种适用于等离子-电弧堆焊的药芯焊丝
Kasi et al. Investigations on the effect of metal transfer modes on fume generation rate during gas metal arc welding of austenitic stainless steel
Shahi et al. Effect of auxiliary preheating of filler wire on dilution in gas metal arc stainless steel surfacing using RSM

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20070131