專利名稱：連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，屬于重型機(jī)械構(gòu)件焊接技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所涉及的連鑄機(jī)，是鋼鐵企業(yè)爐前連鑄的一種重要設(shè)備，而所述連鑄機(jī)框 架，是用來(lái)承載多級(jí)軋輥及其傳動(dòng)裝置的大型構(gòu)件。隨著鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能的大幅度提升，連鑄機(jī)設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高所述 框架的使用壽命，許多廠商在進(jìn)行連鑄機(jī)框架設(shè)計(jì)時(shí)在其的與軋輥裝配的軸承座的塊面部 位，均采用堆焊不銹鋼的辦法，來(lái)提高所述軸承座塊面部位的耐腐蝕、耐高溫和耐磨損的性 能。目前已有技術(shù)所述連鑄機(jī)框架表面堆焊層的堆焊，是采用GB/T938E309-16奧 302 (A302)堆焊材料，采用手工電弧焊堆焊。這種已有技術(shù)的堆焊方法，在具體生產(chǎn)實(shí)踐中， 顯現(xiàn)出以下幾點(diǎn)不足1、堆焊層易產(chǎn)生合金晶間腐蝕。由于連鑄機(jī)框架長(zhǎng)期工作在500 550°C溫度工 況條件中，同時(shí)A302堆焊層為含C 0. 15%，含Cr21%的奧氏體組織，其多余的C不斷地向 奧氏體晶粒邊界遷移擴(kuò)散，并與Cr化合而在晶間形成碳化鉻的化合物，如(CrFe) 23C6等析 出，使得奧氏體晶界處產(chǎn)生貧鉻層(Cr < 12% )，從而在腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)生晶間腐蝕， 最終導(dǎo)致堆焊層銹蝕和開裂，使所述堆焊層破裂、潰散乃至失效。2、堆焊層不能實(shí)施回火消除應(yīng)力處理。所述框架的尺寸精度要求較高(通常其平 面度要求為5 μ m)，因而所述框架需進(jìn)行整體回火處理。但由于已有技術(shù)的堆焊層為中碳奧 氏體組織，不允許實(shí)施回火處理(回火會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕和475度脆化)，從而只能在堆焊后 直接進(jìn)行加工，使所述框架的應(yīng)力得不到消除，從而其尺寸穩(wěn)定性差，加工精度難以保證。3、耐磨損性差。由于設(shè)在所述框架上的軸承座塊面經(jīng)常拆卸更新，且承受較大的 壓強(qiáng)，所以所述堆焊面需要有足夠的耐磨損性能。可是已有技術(shù)的A302(奧302)堆焊層的 硬度在140 160HB范圍內(nèi)，而其總體耐磨性差，因而滿足不了所述框架的耐磨性要求。4、生產(chǎn)效率低，焊接成本高。由于已有技術(shù)采用的是手工電弧焊堆焊方法，其生產(chǎn) 效率僅為氣體保護(hù)焊的30 40%，且其采用電焊條焊接的熔敷金屬收得率僅為60%左右， 而氣體保護(hù)焊的熔敷金屬收得率達(dá)到90%以上。綜上所述，提供一種能夠克服已有技術(shù)上述不足的所述框架表面堆焊的方法，已 成為業(yè)內(nèi)迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種適用于連鑄機(jī)框架表面堆焊層耐腐蝕、耐磨損、堆焊生產(chǎn)效 率高的且可以實(shí)施回火消除應(yīng)力處理的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，以克服已有技術(shù)的不 足。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)構(gòu)想是，主要采用超低碳(含C量在0. 02 0. 05%范圍內(nèi))鐵素體合金堆焊層，來(lái)避免高溫下產(chǎn)生游離碳向晶粒邊界擴(kuò)散遷移，以提高其高溫耐 腐蝕、耐磨損性能和可回火性能；同時(shí)采取氣體保護(hù)焊的堆焊方法，以提高其高效性，且可 進(jìn)行全位置焊接，使得堆焊操作變得方便簡(jiǎn)易。從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的?；谏鲜黾夹g(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是一種連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，包括被加工焊接件連鑄機(jī)框架的焊前預(yù)處理和 框架表面堆焊，其創(chuàng)新點(diǎn)在于a、所述框架表面堆焊，是氣體保護(hù)堆焊；b、所述框架表面堆焊層的熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％ )C0.02 0.05，Mn0.70 1.10，Si0.20 0.60，Cr16.0 18.0，S彡 0. 025，P彡 0.025，F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)余量。由以上所給出的技術(shù)方案結(jié)合前述技術(shù)構(gòu)想可以明了，本發(fā)明由于其堆焊層熔敷 合金中的含碳量在0. 02 0. 05%范圍內(nèi)，因而所述熔敷合金的金相組織，是超低碳鐵素體 組織，加上采用氣體保護(hù)焊堆焊焊接，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的目的。本發(fā)明一種典型的堆焊層熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％ )
C0. 03，
Mn0. 86，
Si0. 38，
Cr16.89，
S0. 010，
P0. 016，
Fe及不可避免的雜質(zhì)余里ο
所述的典型堆焊層熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量，是本發(fā)明通過(guò)反復(fù)
試驗(yàn)所優(yōu)選的一種最佳方案，本發(fā)明予以積極推薦。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述焊前處理包括預(yù)熱處理和焊部表面潔凈 處理；所述預(yù)熱處理是在母材(即所述框架材料)碳當(dāng)量在0. 30 0.45%范圍內(nèi)的條件 下的預(yù)熱處理，其預(yù)熱處理的溫度在80 120°C范圍內(nèi)。這里應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，當(dāng)母材(即所 述框架材料)碳當(dāng)量<0. 3%的條件下，可以不用預(yù)熱處理。而所述潔凈處理，包括除銹、除 污垢等處理。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述堆焊熔敷合金層，是采用含有與堆焊層熔 敷合金的組分及各組分重量百分含量相同藥芯的藥芯焊絲，且采用通常的氣體保護(hù)焊電源 堆焊構(gòu)成的。所述藥芯焊絲是含C量< 0. 04% SPCC-SD低碳冷軋帶鋼包裹合金粉的藥芯焊 絲，所述藥芯的組分及各組分的重量百分含量(％)，與所述堆焊層熔敷合金的組分及各組 分的重量百分含量是相同相等的。至于藥芯中所含有的造渣劑，可以另行按一定配比添加。 事實(shí)上由于采用氣體保護(hù)焊，其各種金屬氧化物是極其微量的，在通常的條件下，可以不再另行添加造渣劑。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述藥芯焊絲是Φ 1.0 2. Omm的藥芯焊絲。 所述藥芯焊絲的成品，一般是盤狀纏繞成捆的，其倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸和使用都非常方便。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述氣體保護(hù)焊所采用的保護(hù)氣體的組分及 各組分的重量百分含量是Ar70 90%、C02 10 30% ；或者是100%的C02。當(dāng)然，并不局 限于此。采用純氬氣保護(hù)或其它惰性氣體保護(hù)，都是可以的。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，焊態(tài)堆焊層的硬度在240 260HB范圍內(nèi)；經(jīng) 580°C回火處理后的堆焊層的硬度在220 240HB范圍內(nèi)。這里所述的堆焊層的硬度，是與 已有技術(shù)相區(qū)別的重要特征之一。它對(duì)于堆焊層的耐腐蝕，耐磨損和延長(zhǎng)使用壽命，具有明 顯的重要意義。這也是已有技術(shù)的堆焊層不可與之相比擬的。上述技術(shù)方案得以實(shí)施后，本發(fā)明所具有的焊接方法先進(jìn)，堆焊層耐腐蝕、耐磨損 性能良好，使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)效率高，焊接成本低等特點(diǎn)，是顯而易見(jiàn)的。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1。一種適用于連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，包括被加工焊接件連鑄機(jī)框架的焊前預(yù) 處理和框架表面堆焊，而其所述框架表面堆焊，是氣體保護(hù)堆焊；所述框架表面堆焊層的熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％ ) CO. 02 0. 05，MnO. 70 1. 10，SiO. 20 0. 60，Crl6. 0 18. 0，S 彡 0. 025，P 彡 0. 025，F(xiàn)e
及不可避免的雜質(zhì)為余量所述焊前處理包括預(yù)熱處理和焊部表面潔凈處理；所述預(yù)熱處理是在母材碳當(dāng)量 在0. 30 0. 45%范圍內(nèi)的條件下的預(yù)熱處理，其預(yù)熱處理的溫度在80 120°C范圍內(nèi)。所 述堆焊熔敷合金層，是采用含有與堆焊層熔敷合金的組分及各組分重量百分含量相同藥芯 的藥芯焊絲，且采用通常的氣體保護(hù)焊電源堆焊構(gòu)成的。所述藥芯焊絲是Φ 1.6mm的藥芯 焊絲。所述氣體保護(hù)焊所采用的保護(hù)氣體的組分及各組分的重量百分含量是Ar30 90%、 CO2 10 30% ；焊態(tài)堆焊層的硬度在240 260HB范圍內(nèi)；經(jīng)580°C回火處理后的堆焊層 的硬度在220 240HB范圍內(nèi)。實(shí)施例2—種適用于連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，除了其堆焊層熔敷合金的組分及各組分 的重量百分含量是(% ) :C0. 03，MnO. 86，SiO. 38，Crl6. 89，SO. 010，P0. 016，F(xiàn)e 及不可避免 的雜質(zhì)為余量，和氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體是100%的CO2外，其它均如實(shí)施例1。上述具體實(shí)施方法經(jīng)實(shí)際試用效果顯示，本發(fā)明具有以下積極意義1、不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。本發(fā)明所述堆焊合金為超低碳的鐵素體組織，且含碳量很 低，從而在晶界處不會(huì)產(chǎn)生貧鉻層，故不會(huì)在腐蝕介質(zhì)作用下產(chǎn)生腐蝕開裂，堆焊層整體強(qiáng) 度和耐磨損性能好。2、堆焊后框架可以進(jìn)行整體回火處理。由于堆焊層為超低碳的鐵素體組織，不會(huì) 如奧氏體組織那樣會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕和475度脆化，所以堆焊后的框架可進(jìn)行整體回火，以
5消除焊接應(yīng)力。3、提高了堆焊層面的耐磨性能。本發(fā)明堆焊層硬度達(dá)到240 280HB，較已有技術(shù) 的奧320(A302)堆焊層硬度提高50%以上。有效提高了堆焊層的耐磨性能，延長(zhǎng)了使用壽 命。4、生產(chǎn)效率高，焊接成本低。本發(fā)明采用氣體保護(hù)焊，其生產(chǎn)效率是已有技術(shù)手工 電弧焊的2 3倍，且熔敷金屬收得率達(dá)95%左右、節(jié)約了焊接材料，有效降低了焊接成本。5、焊接工藝性好?，F(xiàn)場(chǎng)無(wú)焊接飛濺，焊縫成型好，且其焊接熱輸入量明顯小于已有 技術(shù)的手工電弧焊接，節(jié)約了能源消耗，保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。本發(fā)明的應(yīng)用范圍，不受本說(shuō)明書描述的限制，本發(fā)明同樣適用于閥門、汽輪機(jī)、 燃汽輪機(jī)部件，軸承座和軋機(jī)牌坊等耐腐蝕、耐高溫和耐磨損部件/部位的堆焊焊接。
權(quán)利要求
一種連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，包括被加工焊接件連鑄機(jī)框架的焊前預(yù)處理和框架表面堆焊，其特征在于a、所述框架表面堆焊，是氣體保護(hù)堆焊；b、所述框架表面堆焊層的熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％)C 0.02～0.05，Mn0.70～1.10，Si0.20～0.60，Cr16.0～18.0，S ≤0.025，P ≤0.025，F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，所述堆焊層的熔 敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％ )C0.03,Mn0.86，Si0. 38,Cr16.89，S0.010，P0.016，F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，所述焊前處理 包括預(yù)熱處理和焊部表面潔凈處理；所述預(yù)熱處理是在母材碳當(dāng)量在0. 30 0. 45%范圍 內(nèi)的條件下的預(yù)熱處理，其預(yù)熱處理的溫度在80 120°C范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，所述堆焊熔 敷合金層，是采用含有與堆焊層熔敷合金的組分及各組分重量百分含量相同藥芯的藥芯焊 絲，且采用通常的氣體保護(hù)焊電源堆焊構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，所述藥芯焊絲是 Φ 1. 0 2. Omm的藥芯焊絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，所述氣體保護(hù) 焊所采用的保護(hù)氣體的組分及各組分的重量百分含量是Ar70 90%、CO2 10 30% ；或 者是100%的CO2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，其特征在于，焊態(tài)堆焊層的 硬度在240 260HB范圍內(nèi)；經(jīng)580°C回火處理后的堆焊層的硬度在220 240HB范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種適用于連鑄機(jī)框架表面堆焊的方法，包括被加工焊接件連鑄機(jī)框架的焊前預(yù)處理和框架表面堆焊，以其所述堆焊焊接是氣體保護(hù)堆焊；堆焊層熔敷合金的組分及各組分的重量百分含量是(％)C0.02～0.05，Mn0.70～1.10，Si0.20～0.60，Cr16.0～18.0，S≤0.025，P≤0.025，F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)余量為主要特征，具有方法先進(jìn)，生產(chǎn)效率高，焊接成本低，堆焊層耐腐蝕、耐磨性能好，堆焊后所述框架可以進(jìn)行整體回火消除應(yīng)力處理等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K9/235GK101947682SQ20101028209
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者于光遠(yuǎn), 孔念榮 申請(qǐng)人:常州寶菱重工機(jī)械有限公司