堆焊用无渣自保护药芯焊丝的环保特性.pdfVIP

堆焊用无渣自保护药芯焊丝的环保特性 刘大双，刘仁培，魏艳红，祝坤，马燕，高文良 （南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京 210016 ） 摘要：社会环保意识的增强和卫生指标提升，从客观上要求各类焊接材料向环境友好型方向发展。本文 在焊接领域率先将节能减排作为开发新型焊接材料的重点考虑内容，研制出一种环境友好、性能优异的无 渣自保护药芯焊丝。该焊丝硬度在58-68HRC 范围，显微组织由M C 型碳化物和NbC 碳化物,共晶M C 型 7 3 3 碳化物及Fe-Cr 基体组成。无渣自保护药芯焊丝，与目前常用的手工焊条或CO2 气体保护堆焊相比，节约 了大量的能耗。无渣自保护药芯焊丝中不含矿物粉，因此在烘粉过程中无需500℃×6h 热处理工序；堆焊一 吨焊材时所消耗电能为47.27 度，仅为其它两种常规方法的一半。与其他两种传统方法相比，每堆焊 1t 焊 丝，减少废渣排放 150-350kg；减少CO2 气体排放208718-301482L ；减少烟尘排放7-13kg，减少金属飞溅 物50-100kg 。 关键词：自保护药芯焊丝；烟尘；飞溅；熔渣；环境友好型 中图分类号： 文献标识：文章编号： 0 序言 作为一种绿色再制造技术，堆焊在耐磨 NbC 部件的修复或制造方面发挥着重大作用。按 照当前技术水平，在报废的各类耐磨材料 中，可堆焊修复再生的部分按10%计，每年 需要各类耐磨堆焊材料10 000 t 以上。目前 在生产实践中广泛采用焊条或 CO2 气保护 M C+ Fe-Cr 3 药芯焊丝来实施堆焊。然而，在手工焊条或 M C 7 3 CO2 气体保护药芯焊丝堆焊工艺中，将产生 大量的能耗和废排。如辅助气体、焊接飞溅、 焊接熔渣、焊接烟尘等。社会环保意识的增 图1 无渣自保护药芯焊丝扫描组织 强和卫生指标提升，从客观上要求各类焊接 材料向环境友好型方向发展。本文在焊接领 研制药芯焊丝堆焊层的显微组织为典 域率先将节能减排作为开发新型焊接材料 型的过共晶组织，由M7C3 型碳化物和NbC 的重点考虑内容，研制出一种环境友好、性 碳化物,共晶M3C 型碳化物及Fe-Cr 基体组 能优异的无渣自保护药芯焊丝。并与手工焊 织构成。NbC 具有极高的硬度。多种硬度梯 条或CO2 气体保护药芯焊丝堆焊展开对比， 度的碳化物弥散均匀分布在韧性较好的奥 论述其在节能减排方面所拥有的巨大优势。 氏体基体上，保证了堆焊层具有极其优异的 耐磨性能。堆敷金属的硬度为61-67HRC 。 1 无渣自保护药芯焊丝的堆焊合金组织和耐 对堆焊层实行线切割制样 57 ×25 ×6mm,采 磨性能 用MLS-225 型湿砂橡胶轮式磨损试验机（如 焊接材料为自主研制的无渣自保护药 图2 ），在砂浆槽中倒入1kg 水和1.5kg 石英 芯焊丝，直径2.8mm，装填系数50% 。焊机 砂（50-70 目）。施加荷载为 10kg 重，240 为Miller Dimension 812 多功能焊机，直流 转/分，试验过程中转至1000 转时停止。平 反接。焊接工艺参数为：焊接电流300~320 均磨损失重为30mg 。而对比样Q235 的磨损 A ，电压35~36 V，焊接速度180 mm/min，