造用耐磨耐冲击堆焊药芯焊丝的研究
研究药芯焊丝焊接操作技术要点
研究药芯焊丝焊接操作技术要点20世纪50年代末、60年代初美国已开始使用药芯焊丝，并被广泛地用于重型机械、建筑机械、桥梁、石油、化工、核电站设备、大型发电设备及采油平台等制造业中，并取得了很好的效果。
近年来，随着社会经济的不断发展，我国生产药芯焊丝的技术和质量得到了不断提高，应用范围也不断地扩大，以船舶制造和海洋结构行业使用药芯焊丝量为最大。
药芯焊丝是继焊条电弧焊和实芯焊丝CO2气体保护焊的又一个被广泛应用的焊接方法。
药芯焊丝的单面焊双面成形操作技术，近年来被世界技能大赛、国内各类技能大赛列为竞赛的考核项目之一，它是电弧焊难度较大的一种操作技术。
尽快地掌握单面焊双面成形技术的操作要领和技巧，这也是每个参加技能考试、技能竞赛的指导教师及学生十分关心的问题。
2.药芯焊丝电弧焊的特点及应用药芯焊丝也称为管状焊丝，是利用薄钢板卷成圆形钢管或异形钢管，或用无缝钢管，在管中填满一定成分的药粉，经拉制而成的焊丝。
可通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，因为它的合金成分可灵活方便的调整，所以药芯焊丝的许多品种是实芯焊丝无法冶炼和轧制的。
2.1特点药芯焊丝电弧焊与气体保护焊非常相似，差别在药芯焊丝采用的是管状焊丝，其中装有粒状的焊剂。
药芯焊丝是很有发展前途的新型焊接材料，与实芯焊丝相比药芯焊丝有如下优缺点。
2.1.1优点：⑴采用气渣联合保护，焊缝成形美观，电弧稳定性好，飞溅少易脱渣、焊道成形美观。
⑵焊丝熔敷速度快，熔敷效率（大约为85%～90%）和生产效率都较高（比焊条电弧焊高3～5倍）。
⑶焊接各种钢材的适应性强，通过调整焊剂的成分与比例可提供要求的焊缝金属化学成分。
2.1.2缺点：⑴焊丝制造过程复杂。
⑵烟雾大，焊接时烟雾较实芯焊丝大。
⑶焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对焊丝的保存-管理的要求更为严格。
⑷焊渣多，较实芯焊丝CO2气体保护焊多，故多层焊时要注意清渣、防止产生夹渣缺陷。
新型的焊接材料药芯焊丝的研究与分析
2018年 7月上 世界有色金属183前沿技术L eading-edge technology收稿时间：２０１８－０６作者简介：王超，男，生于１９６９年，湖南长沙人，本科，工程师中级，研究方向：焊接设备、焊接工艺及材料。
新型的焊接材料药芯焊丝的研究与分析王 超（兰州电机股份有限公司，甘肃 兰州 ７３００５０）摘 要：随着焊接工艺的快速发展，在焊接领域中，出现了一种新型的焊接材料——药芯焊丝，在实际使用过程当中，有着极大的优势，而本文主要从药芯焊丝概述入手，对药芯焊丝的优势，焊剂成分的各种功能以及我国药芯焊丝的发展情况四个方面展开详细的分析，以下为详细的内容。
关键词：焊接材料；药芯焊丝；优势；研究分析中图分类号：ＴＧ４５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１３－０１８３－２Research and analysis of new flux cored wire for welding materialWANG Chao（Ｌａｎｚｈｏｕ ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ Ｓｈａｒｅ Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ， ｈａｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｕｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ， ｖａｒｉｏｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｌｕｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｅｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｌｋ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｓ．Keywords: ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ； ｆｌｕｘ ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ； ａｄｖａｎｔａｇｅｓ； ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ焊接材料对于焊接质量有着直接的决定作用，在焊接的过程当中，也需要注意焊接材料和焊接技术的匹配性，主要原因在于，如果焊接材料和焊接技术不匹配，那么将会直接降低焊接的质量。
新型耐磨堆焊烧结焊剂的研制
摘要随着耐磨堆焊技术的发展如新型耐磨堆焊药芯焊丝的出现，原有的焊剂品种已 不能满足需求。
开发适用于耐磨堆焊的新型焊剂，是目前焊接材料研究领域内的热 点。
本文针对耐磨堆焊的特点，开发出了渣系为 Al2O3-CaF2-CaO-MgO-SiO2，碱度为 1.7 的烧结焊剂。
该焊剂配合马氏体不锈钢堆焊用药芯焊丝，焊接工艺性能良好，堆 焊层焊态硬度≥45HRC。
本文通过对耐磨堆焊工艺的研究，确定了堆焊烧结焊剂应为碱性焊剂，以使堆 焊过程中对合金的氧化较小。
讨论了熔渣的膨胀系数、熔点、粘度、表面张力与焊 接工艺性能的关系，确定了合理的焊剂的成分范围。
然后通过堆焊试验，找出了一 组工艺性能良好的焊剂配方。
在焊剂配方基本满足工艺性能条件下，分析不同成分对焊接工艺性能的影响规 律，并对焊剂进行改进。
本文研究了成分中 MgO、Al2O3、CaF2、CaCO3、MnO 以 及 ZrO2 对焊接工艺性能的影响。
其中，少量 CaCO3 分解出的 CO2 能促进熔池金属的 搅拌作用，从而有利于熔池脱气；少量 ZrO2 则能大大提高碱性焊剂的脱渣性能。
比 较了作为焊剂原料，烧结镁砂和电熔镁砂的区别，以及二者对工艺性能的影响。
探 讨了在烧结焊剂中加入 HJ431 的可行性，并通过试验进行验证。
从堆焊层的硬度试验及金相组织可知，新型耐磨堆焊烧结焊剂配合马氏体不锈 钢药芯焊丝能获得高的焊态硬度和较均匀的组织，具有较好的耐磨性能。
关键词：耐磨堆焊；烧结焊剂；碱度；焊接工艺性能；渣系 Ｉ AbstractIt is very valuable to use build-up welding to repair machines which inactivated by attrition. Along with the hardfacing technology’s development, such as new kinds of flux-cored welding wire’s appearance, the original fluxes’variety has not been able to meet the need. Developing new flux for hardfacing, now is the hot spot in the weld material research area.In view of hardfacing’s characteristics, a new kind of agglomerated flux developed. The slag system of new agglomerated flux is Al2O3-CaF2-CaO-MgO-SiO2, and its alkalinity is 1.7. When cordinating with martensitic stainless steel flux-cored welding wire, the agglomerated flux can make the processing property of hardfacing good. The hardness of hardfacing’s overlay is higher than 45HRC.We found that the flux have to be alkaline flux, in order to reduce the oxidation of alloy. This artical discusses the relations between welding processing property and slag’s phisycal features which including expansion coefficient, melting point, viscosity and surface tensile. The discussion helps us to get a proper range of raw material’s rate. Based on experiments of build- up welding, a compounding is found, which has best welding processing property.This article did research on the relations between the components and the welding processing property, the researched components are MgO, Al2O3, CaF2, CaCO3, MnO and ZrO2. As raw material for agglomerated flux, magnesite clinker is different from fused magnesite, we compaired their welding processing properties. We discussed the feasibility to use HJ431 to replace manganese minerals in agglomerated flux, and did experiments to get some proof.According to the deposit layer’s hardness experiment and metallurgical structure, the agglomerated flux, which matching with the martensitic stainless steel flux-cored welding wire, can get a high wear-resisting coat.Key Words：hardfacing； agglomerated flux；alkalinity; welding processing property；slag system ＩＩ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。
抗冲击耐磨料磨损堆焊合金的研究
沈阳工业大学硕士学位论文抗冲击耐磨料磨损堆焊合金的研究姓名：刘臣申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：刘政军20050310沈阡ｒｌｌ业火学硕十学位论文摘要本文研究了适用于冲击磨损条件下的堆焊合金——ＤＫｃＭ５０。
堆焊实验中采＿Ｅ｝ｊ碳弧作为熔化热源将合金粉末块熔敷在试板上，在动载荷磨料磨损试验机上进行冲击磨损实验。
通过分析堆焊层金属的加工硬化效果及冲击磨损实验中的磨损失重，并且与Ｄ２５６堆焊焊条进行了对比分析，考察了ＤＫＣＭ５０堆焊层金属的抗冲击耐磨料磨损性能。
最后分析了ＤＫＣＭ５０堆焊合金的耐磨机理以及加入的合金元素对该堆焊台金耐磨性能的影响规律。
ＤＫＣＭ５０合金系为Ｆｅ—Ｍｎ—Ｃｒ—Ｍｏ—Ｖ，焊后硬度在ＨＲＣ３０～３２之间。
实验表明，ＤＫＣＭ５０堆焊合金加工硬化性能很强，在受到较大载荷冲击后，表层硬度可达ＨＲＣ５０～５２，较焊态堆焊层硬度提高约６６％，同时）Ｊｉｌｔ硬化层厚度也很大。
该堆焊合金具有优异的抗冲击耐磨料磨损性能，无论是堆焊层金属的加工硬化效果，还是抗冲击磨料磨损性能都比Ｄ２５６焊条优异很多；同时，碳、锰、铬、钼、钒等合金元素的配比比较理想，既保证了堆焊层的韧性，也获得了优异的抗冲击磨料磨损性能。
ＤＫＣＭ５０堆焊层金属基本上是单相奥氏体组织。
在冲击过程中堆焊层金属滑移带中出现了高密度的位错，这些高密度的位错，使晶体滑移受阻，致使材料得到强化：同时大量的位错缠结并钉扎在晶界，最终导致位错运动和晶体滑移的阻力大大增加，这是材料形变后宏观硬度增大的主要原因。
ＤＫＣＭ５０中加入的合金元素ｃｒ、Ｍｏ和Ｖ等都是强碳化物形成元素，在堆焊层金属中形成弥散分布的碳化物，提高了ＤＫＣＭ５０焊态的初始硬度，而且对堆焊层的抗冲击耐磨料磨损有很大帮助。
关键词：冲击磨损，加工硬化，堆焊合金沈阳Ｊ．业人学硕＋学何论文ＳｔｕｄｙｏｎＨａｒｄｆａｃｉｎｇＡｌｌｏｙｓｆｏｒＩｍｐａｃｔＡｂｒａｓｉｏｎａｎｄＧｒｉｎｄｉｎｇＡｂｒａｓｉｏｎＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｈａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｅｋｉｎｄｏｆｈａｒｄｆａｃｉｎｇａｌｌｏｙｓｆｏｒｉｍｐａｃｔａｂｒａｓｉｏｎａｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇａｂｒａｓｉｏｎｗｈｉｃｈｎａｒｌｌｅｉｓＤＫＣＭ５０．１１１ｔｈｅｂｕｉｌｄｕｐｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｅｕｓｅｔｈｅｃａｒｂｏｎｒｏｄａｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｂａｒｔＯｍｅｌｔａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ．ＴｈｅｉｍｐａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈｍｏｖｉｎｇｌｏａｄｇｒｉｎｄｉｎｇａｂｒａｓｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｗｈｉｃｈｍｏｄｅｌｉｓＭＬＤ－１０．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｈａｒｄｆａｃｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（Ｄ２５６），ｗｅｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｍｐａｃｔｗｅａｒ‘ｒｅｓｉｓｔａｎｔｏｆＤＫＣＭ５０ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓｎｅｓｓｏｆｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌ．Ａｎｄａｌｓｏ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＤＫＣＭ５０ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓＣｒ，Ｍｏ，Ｖ．ＴｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｇｒｅｅｏｆＤＫＣＭ５０ｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌ，ｗｈｉｃｈｉｓａＦｅ－Ｍｎ—Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍ，ｉｓｂｅｔｗｅｅｎＨＲＣ３０－３２．Ｔｈｅｗｏｒｋ—ｈａｒｄｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＤＫＣＭ５０ｉｓｖｅｒｙｇｏｏｄ．Ａｆｔｅｒｉｍｐａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｇｒｅｅｏｆｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌｒｅａｃｈｅｓＨＲＣ５０—５２，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｓ６６％ｃｏｍｐａｒｅｗｉｔｈｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｇｒｅｅｏｆｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａａｓｗｅｌｄｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｅｎｌａｙｅｒｉｓａｌｓｏｂｉｇ，Ｔｈｅｗｏｒｋ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｍｕｃｈｂｅｔｔｅｒｔｈａｎＤ２５６，ａｎｄａｌｓｏｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｍｐａｃｔｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ．ＩｎｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌｏｆＤＫＣＭ５０，ｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆＣｒ，ＭｏａｎｄＶａｒｅｖｅｒｙｓｕｉｔａｂｌｅ，ＷｈｉｃｈｌｅａｄｔＯｓｕｐｅｒｍａｌｌｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ．ＴｈｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌｏｆＤＫＣＭ５０ｉｓｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｏｆａｕｓｔｅｎｉｔｅ．Ｄｕｒｉｎｇｉｍｐａｃｔｉｎｇ，ｔｈｅｒｅａｒｅａｌｏｔｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｅｍｅｒｇｉｎｇｉｎｓｌｉｄｂａｎｄｓ，ｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｓｌｉｐｐｉｎｇｏｆｃｒｙｓｔａｌｓ．Ｓｏｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌｉｓｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｂｙｔｈｉｓｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｍｕｃｈｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎａｍｏｎｇａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓ，ａｎｄｔｈｅｔａｎｇｌｅａｎｄａｎｃｈｏｒｉｎｇｏｆｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｇｌｉｄｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｔｈｉｓｉｓｔｈｅｍａｊｏｒｒｅａｓｏｎｔｈａｔｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｇｒｅｅｉｎｃｒｅａｓｅｓａｆｔｅｒｓｈａｐｅｃｈａｎｇｅｓ．ＴｈｅａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅａｌｏｆＤＫＣＭ５０，ｓｕｃｈａｓＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，ｗｈｉｃｈａｒｅａｄｄｅｄｉｎａｐｒｏｐｅｒｑｕａｎｔｉｆｉｅｓ，ａｒｅｇｏｏｄｔＯｔｈｅｒｅｆ＇ｍｅｍｅｎｔｏｆｇｒａｉｎｓａｎｄｔｈｅｍａｌｌｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｒａｃｋ、ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｕｓｔｅｎｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｃａｒｂｏｎｉｄｅｓｏｆｔｈｅｓｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅ沈刚上业大学硕士学位论文ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｄｉｓｐｅｒｓｅｌｙｉｎｔｈｅｂｕｉｌｄ・ｕｐｌａｙｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｄｅｇｒｅｅｏｆＤＫＣＭ５０ｄｅｐｏｓｉｔｅｄｍｅｔａｌａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔｏｆｇｒｉｄｔｎｇａｂｒａｓｉｏｎ．．Ｔｈｒｏｕｇｈａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｉｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔＤＫＣＭ５０ｎｏｔｏｎｌｙｈａｓｇｏｏｄｗｏｒｋ—ｈａｒｄｅｎｅｆｆｅｃｔ，ｂｕｔａｌｓｏｈａｓｓｕｐｅｒｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｉｍｐａｃｔａｂｒａｓｉｏｎａｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇａｂｒａｓｉｏｎ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｉｍｐａｃｔａｂｒａｓｉｏｎ，Ｗｏｒｋ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇ，Ｈａｒｆａｃｉｎｇａｌｌｏｙｓ独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
Hardox400耐磨板堆焊用药芯焊丝的研究
磨板的堆焊修复着手 ， 通 过 对 ３个 不 同合 金 体 系 的 ４组 药 芯 焊 丝 进 行 堆 焊 试 验 ， 对 比 观 察 各 组 堆 焊 焊 缝 成 形 效 果
和微观 金相组织 ， 并对堆焊层 进行宏观洛 氏硬度测试 ， 最后优 选 出了一组 最适合 于 Ｈａ ｒ ｄ ｏ ｘ ４ ０ ０耐磨板 修复用 Ｆ ｅ — Ｂ Ｃ Ｎ ｂ — Ｎ ｉ 系堆焊药芯 焊丝 ， 并对 其 进行 磨 粒 磨 损试 验 考察 其 耐 磨性 能 。结果 表 明 ： 该 堆 焊层 硬 度值 为 ＨＲ Ｃ
６ ０ ． １ ， 堆焊焊缝 成形美观 、 饱满 ， 焊 缝 中形 成 的 低 碳 马 氏体 为 耐 磨 骨 架 ， 细小 Ｎ ｂ Ｃ， Ｆ ｅ Ｂ硬 质 相 弥 散 分 布 的 组 织 能
够 与基体组织很 好的熔合 。堆焊 层合金 相对耐 磨性 为基体材 料 的 ５ ． ２倍 ， 具有 比 Ｈａ ｒ ｄ ｏ ｘ ４ ０ ０耐磨 板优 异的耐磨
性 能
关键 词 ： 堆焊
药芯焊丝
显微 组 织
耐磨 性
中 图分 类号 ： Ｔ Ｇ ４ ２ ２ ． ３
Ｏ 前
言
度、 强 韧性及 耐 磨 性 是 否 能 够 同母 材 相 当甚 至 高 于 母
材 。通过对 特 制 的 ４组 不 同药 芯 焊 丝 分 别 试 验 ， 并 对 堆焊 层 的微 观组 织 、 硬 度 和磨 粒磨 损性 能进行 分析 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３—１ １
计 分别 测试 ４组 堆焊层 合金硬 度值 ， 然后 制备 出 １ ２ １ Ｔ Ｉ ｉ ｑ ｌ ＇
×１ ２ ｍｍ× ２ ５ ｍ ｍ 的金 相试 样 ， 抛 光后 用 ５ ％ 的 三氯 化 铁 水溶 液侵 蚀 ， 在 Ｏ Ｌ Ｙ Ｍ Ｐ Ｕ Ｓ—Ｂ Ｍ５ １型 光 学 显 微 镜 下
堆焊用药芯焊丝的发展现状
通信系统，既整合现有工作面、皮带沿线扩播话机通讯系统，又很好地实现统一广播软件界面管理的，能覆盖全井下的安全语音广播系统。
作为一套独立的基于以太网的安全广播系统，在紧急时刻还可作为调度系统的备用通信系统，实现调度通讯。
保障井下通信系统安全稳定的运行，需要结合行业特色发挥专业优势服务全局。
通信保障工作是一项专业性很强的工作，技术层次高，专业优势明显，要继续融入全局，发挥优势，服务大局。
中心任务是要全力以赴地做好井下突发事件发生时的通信保障，立足于保障企业生产通信指挥，认真总结井下通信保障工作的经验教训，进一步完善方案，改进措施，做细工作，确保全天候调度指挥生产工作。
同时要立足确保措施到位、责任到位，不管在任何时刻、任何地点都能够提供及时、优质、高效、安全的井下通信的需求。
参考文献[1]桂海源.IP电话技术与软交换[M].北京:北京邮电大学出版社，2010.[2]舒华英，胡一闻等.移动互联网技术及应用[M].北京：人民邮电出版社，2001.[3]王平.工业以太网技术[M].北京：科学出版社，2007.[4]罗国庆.软交换的工程实现--现代通信网络技术丛书[M].北京：人民邮电出版社，2004.[5]桂海源，张碧玲.软交换和NGN[M].北京：人民邮电出版社，2009.[6]樊昌信,詹道庸,徐炳祥等.通信原理[M].北京：国防工业出版社，1995.[7]张智江.SIP协议及其应用[M].北京：电子工业出版社，2008.作者简介周雷，男，1964年4月生，现任兖矿新陆建设发展有限公司总经理助理、副总工程师。
工程硕士。
（收稿日期：2011-7-2）堆焊用药芯焊丝的发展现状唐琳琳（山东博润工业技术有限公司，山东淄博255000）摘要文中对堆焊用药芯焊丝做了简单介绍，并对其成分、性能及生产工艺方面的研究现状进行阐述，提出我国耐磨堆焊药芯焊丝的发展方向。
关键词堆焊；药芯焊丝；耐磨性中图分类号：TG422.3文献标志码：A文章编号：1009-0797（2011）05-0065-02随着工业和科技的不断发展进步，耐磨堆焊技术作为材料表面保护的一项有效措施，应用领用正逐渐扩大，并且在许多易磨损领域中该技术已相当成熟。
堆焊药芯焊丝及其应用01
堆焊药芯焊丝及其应用（培训材料01）山东德运焊业有限公司技术部2008年10月堆焊药芯焊丝及其应用药芯焊丝虽然已有六十多年的历史，但广泛应用还是近十几年的事，其主要原因在于它的制造工艺及其焊丝内填充药粉不成熟和不完善。
直到二十世纪90年代后，人们才逐渐掌握了各种药芯焊丝的配粉和制造技术，其应用才蓬勃发展起来。
近年来，我国药芯焊丝的发展和应用也越来越受到重视，除加强国内研制开发外，还与国外合作，引进了国外的先进设备和技术，开始大力推广和应用。
众所周知，堆焊是硬面领域的一个重要分支，也是焊接领域中的一个重要分支，其物理本质、冶金过程和热过程的基本规律与一般焊接没有区别。
堆焊技术可用于零件的修复和制造，能增加零件表面的耐磨、耐热、耐蚀等性能，其产品是一种复合零件，其效果既能提高零件的使用寿命，又能大量减少贵金属的消耗，经济效益和社会效益都非常显著。
采用药芯焊丝堆焊制作堆焊层，与其他硬面工艺相比，有非常明显的优点：1、与合金粉末热喷涂（焊）相比，药芯焊丝堆焊层厚度不受限制，而粉末涂层厚度一般不超过5mm；其堆焊层的结合强度与一般焊接相当（＞750MPa），而粉末涂层结合强度有20~250Mpa。
2、用药芯焊丝堆焊其焊材利用率为97%，而手工电焊条堆焊材料的利用率为55%~65%，热喷涂（焊）合金粉末的材料利用率50~80%。
3、用药芯焊丝能制造出实心焊丝不能制造的高合金、高硬度材料。
4、用药芯焊丝比实心焊丝更容易调整成分，能适应中、小批量生产，方便灵活，制造成本也低。
5、药芯焊丝堆焊速度为8~12kg/h，而手工电焊堆焊速率为1~3kg/h，气焊堆焊速率为1~4kg/h。
堆焊不但速度快，而且堆焊层表面比较平整，操作方便，容易掌握。
以上是药芯焊丝堆焊的优点，在制作大面积硬面时，更显突出。
堆焊药芯焊丝的制造方法有两种：一种是用低碳钢或不锈钢镍、钴带材，经多辊连轧机轧成U型，将预配置好的合金粉末（如合金成分、粒度分布、一定的比重和流动性等）填充进去，在连续轧制封闭开口形成有缝药芯焊丝。
钻杆接头耐磨带堆焊药芯焊丝的研究
１ 试 验 材料 及 方法
向力的不断增高 ， 导致钻杆 与套管 的磨损 问题更 为突 出 卜 。钻 杆接 头耐 磨带 因其 具 有优 于钻 杆 接 头 本 身 的耐磨性能 ， 同时能够降低对套管 的磨损 的优点 ， 从而 对解决钻杆与 套管 的磨损 这一 问题起 到关 键性 的作 用 Ｊ 。耐磨带技术 已经成为 了现代钻井过程 中必不
堆焊专题 ｒ 蜉 掳
钻 杆 接 头 耐 磨 带 堆 焊 药 芯 焊 丝 的 研 究
北京 工 业 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院（ １ ０ ０ １ ２ ４ ） 北京 工业 大 学 机 械 工程 博士 后 流动站 （ １ ０ ０ １ ２ ４ ）
摘要
刘希 学 贺定 勇 蒋 建敏
周 正 王 智慧 崔
丽
赵秋 颖
研 制一种 Ｆ ｅ ・ Ｂ — Ｎ ｂ － Ｎ ｉ 系钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝 ， 采用 Ｃ Ｏ 气体保护 堆焊方法 ， 制备 Ｆ ｅ ． Ｂ ． Ｎ ｂ 。 Ｎ ｉ 耐磨
堆焊合金 ， 利用 Ｏ Ｍ， Ｓ Ｅ Ｍ， Ｘ Ｒ Ｄ等方法对堆焊合金 的显 微组织进行 了观察分析 ， 对堆焊层 的硬度及 耐磨性 能进行 了 测试 分析。结 果表明 ， Ｆ ｅ － Ｂ ． Ｎ ｂ － Ｎ ｊ 堆焊 合金 耐磨 性 能 比国外 某进 口药芯 焊丝 提 高 了约 ３ ７ ％， 其 宏观 硬度 值 达到 Ｈ Ｒ Ｃ ６ ０ ． ５—６ ２ ． ２ 。Ｆ ｅ － Ｂ — Ｎ ｂ — Ｎ ｉ 堆 焊 合 金 的显 微 组 织 为 马 氏体 ＋铁 素 体 ＋少 量 渗 碳 体 ＋颗 粒 状 Ｎ ｂ Ｃ＋包 晶 Ｆ ｅ ， （ Ｂ， ｃ）＋ 共晶Ｆ ｅ ， （ Ｂ， Ｃ ） ６ 、 Ｆ ｅ ， （ Ｂ ， Ｃ ）＋少量共晶 Ｆ ｅ Ｂ相 ， 其中 Ｎ ｂ Ｃ硬质颗 粒弥散 的分 布于基 体 中， 基体 中 的 马氏体组 织具 有优异的强度和耐磨性 ， 起 到了很 好的耐磨骨架 的作 用 。Ｆ ｅ － Ｂ — Ｎ ｂ － Ｎ ｉ 堆焊 合金 的磨 损机理 主要是犁
耐磨堆焊药芯焊丝
耐磨堆焊药芯焊丝一、摘要中速磨煤机抗磨损件（主如果高铬铸铁磨辊和磨盘）在磨制煤粉过程中不断磨损，其失效形式主如果煤对抗磨损件的摩擦损耗产生的三体磨料磨损，其磨损方式主如果煤中的硬质颗粒对抗磨损件表面造成的显微切削、犁沟塑变和碳化物的破碎与剥落；磨损机理为微切削磨损、塑性疲劳磨损、脆断和剥落磨损三种机制并存，但以微切削磨损为主。
针对中速磨煤机高铬铸铁抗磨损件的磨损失效机理，研制了两种焊接工艺性能优良，堆焊层具有高硬度和高耐磨性的多元合金强化型自保护药芯焊丝，并对研制焊丝自保护机制的实现和堆焊层高耐磨性的原因进行了探讨。
二、设计原则研制药芯焊丝（脚号58-O、60-O）外皮采用韩国进口低碳冷轧钢带H08AL，截面为O形，药芯填充系数调整范围45％～55％，先轧后拔工艺生产，成丝直径为3.2mm.研制药芯焊丝为金属粉型；合金系采用多元合金（Mo、W、V、Nb、Ni、Cu、Zr、Ti、B、Re等）强化的Fe-Cr-C系耐磨合金；主要采用造气-合金元素自保护机制。
研制药芯焊丝的成份如表1所示。
三、研制药芯焊丝的性能1.焊接工艺性能由于自保护药芯焊丝的工艺参数适应性小，所以实验中对其进行了优化，如表2所示。
药芯焊丝58-O，60-O的焊接工艺性能优良：电弧燃烧稳定，焊道成形好，飞溅少，气孔很少，堆焊层致密无缩松，表面有少量渣点，不予清理不影响持续多层焊接，烟尘不大，噪声低。
电弧稳定性和飞溅程度方面同类产品相较有突出表现。
表层主要缺点为横向微裂纹，是应力释放的正常现象，为大多数硬面堆焊所允许。
同一种自保护药芯焊丝在相同的焊接规范下由于采用的焊接设备不同，使得焊接工艺性能不同专门大。
58-O适合采用ZD7-1000型逆变直流明弧自动焊机焊接；60-O适合采用MZ-1000型埋弧自动焊机不加焊剂焊接，其焊道外观如图1所示。
含有熔敷金属化学成份的CO2气体保护焊丝2.熔敷金属化学成份参照GB984制作堆焊试样，经900～1000℃、保温40～60min、炉冷的软化处理后钻取粉末进行化学滴定和红外吸收分析，测得的研制药芯焊丝熔敷金属化学成份见表3。
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２００８年第３期
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图１北京地区地层渣土
图２盾构机刀具失效形貌 修复研究、进而实现国产化显得尤为必要。 ２ ＤＧ７药芯焊丝及其性能 ２．１ ＤＧ７药芯焊丝
ＤＧ７是针对盾构机刀具修复开发的一种堆焊药芯 焊丝，直径为１．６ ｍｍ，采用ＣＯ：气体保护焊。ＤＧ７具
有良好的焊接工艺性能，堆焊层焊态硬度可达５２～ ５５ ＨＲＣ，堆焊层无裂纹，而且可以满足盾构机刀具现 场修复时苛刻的施焊要求：不能进行焊前预热和焊后 热处理、施焊空间狭小、通风条件差等。其熔敷金属的 主要化学成分见表１。
图６ ＤＧ７修复的刀具掘进４２０ ｍ后形貌图
图７进口刀具掘进２５０ ｍ后形貌图
进口刀具的使用寿命。ＤＧ７的研发成功大大节约了北 京市地铁施工的成本，推进了地铁建设进程，达到了服 务北京、服务奥运的目的。
４结 论
（１）北京地区盾构机刀具失效主要是由于刀具受 到地层中沙砾和卵石的强烈冲击和高应力的磨粒磨 损，表现形式为硬质合金的脱落和折断。
关键词：盾构机刀具堆焊药芯焊丝冲击磨粒磨损 中图分类号： ＴＧ４７。ＴＧ７１
０引 言
盾构法是利用盾构机在地面以下暗挖隧道的一种 施工方法，具有安全高效、对地面干扰小等优点，是当 前城市隧道建设的最佳选择。２００１年７月北京地铁五 号线盾构试验段进行始发掘进，这是北京地区首次将 盾构施工法引入地铁隧道建设。目前，北京地铁总长不 到１００公里，根据规划，未来几年将完成地铁四号线、 五号线、九号线、十号线、奥运支线、亦庄线、机场专线 等线路的建设，到２００８年将要达到３００公里，建设任 务十分艰巨。
第十二次全国焊接学术会议论文集ｒ蜉掳
盾构机刀具制造用耐磨耐冲 堆焊药芯焊丝的研究
北京工业大学材料科学与工程学院（１０００２２） 贵州省黔东南州水利水电勘察设计院（５５６０００） 装 甲 兵 工 程 学 院（北京市 １０００７２）
蒋建敏贺定勇 龙世桢 韩文政
赵学彬
摘要北京地区地层中含有大量的砂砾和卵石，地铁盾构施工时盾构机刀具受到高应力下的磨粒磨损和冲 击作用，损耗严重。进ｌＩ刀具仅能掘进２５０ ｍ左右，这不仅增加了地铁施工成本，影响了施Ｔ进程，还增加了因月 具更换次数过多而带来的塌方隐患。文中从刀具的堆焊修复着手开展』，盾构机刀具国产化研究，开发ｒ ＤＧ７堆 焊药芯焊丝。ＤＧ７所制堆焊层硬度在５１ ＨＲＣ以上，堆焊时无需对刀体进ｉｊ预热和焊后热处理，堆焊层无裂纹。 通过冲击试验和磨粒磨损试验，考察Ｊ，堆焊层的硬度、组织及其磨粒磨损性能。试验结果表明。堆焊层具有优异的 耐磨耐冲击性能。通过合理的堆焊层设计，研制的盾构机刀具达到掘进７８０余米的使用寿命。
表１堆焊药芯焊丝熔敷金属主要成分（质量分数，％）
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２００８年第Βιβλιοθήκη 期（ａ）冲击前（ｂ）冲击后
图３ ３．５ ｋｇ铅球１ ｍ自山落体冲击１０次前后的组织
第十二次全国焊接学术会议论文集ｒ缛掳
表２铅球冲击前后堆焊层的洛氏硬度
进行超声波清洗、称重和正式磨损，磨损结果见表３。 由表２和图４可见，冲击次数１０次时，堆焊层洛
收稿日期：２００７一“一３０ 基金项目：北京市科委科技计划项目（Ｙ０４０４００７０４０１ １１）
１ 北京地区地质特征及盾构机刀具失效原因
北京市地处永定河洪冲积扇的中上部【”，地层中含 有大量的砂卵石（图１），而且一般级配良好，含砂率在 ２５％～４０％之间【２】，盾构机在此地层中施工远比在砂性土 层中施工困难。地铁隧道施工时，盾构机刀具受到强烈 的冲击和高应力的磨粒磨损，这是造成刀具迅速失效 的主要原因１３Ｊ。图２为刀具的失效形貌图，可见刀具的 失效主要是刃口上镶嵌的硬质合金的脱落和折断。刀 具作为盾构机的主要损耗件之一，全部依赖进口，不但 造价昂贵，运输耗时、耗资，对地铁施工的进程造成了 很大的影响，而且频繁更换刀具使得开仓次数增加，加 大了塌方危险发生的可能性。因此，开展盾构机刀具的
参考文献
【１】乐贵平．盾构技术在北京的应用和发展．市政技术［Ｊ］， ２００２（４）：５—１１．
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２００８年第３期
作者简介：
蒋建敏，１９５６年出生，北京工业大
学金属材料系焊接专业毕业，工学硕士，
教授。曾任北京工业大学材料学院分党
委书记、材料连接学科部主任。兼任中国
机械工程学会焊接分会焊接材料专业委
员会委员，北京市焊接学会副主任及科
普委员会主任，中国表面工程协会热喷
涂专业委员会理事，《中国表面工程》杂
志理事，全国热喷涂协作组理事。主要研
究方向：新型焊接材料及材料表面工程，
药芯焊丝成套生产设备技术的研究与应
用，热喷涂用粉芯丝材和堆焊、结构钢用
药芯焊丝研制，以及相关技术与工艺。曾
获北京市科技进步二等奖两项，科技进
步三等奖两项，北京市“金桥工程”项目
氏硬度由５４．５ ＨＲＣ迅速增加到５８．５ ＨＲＣ，冲击１０ 次以上，堆焊层硬度基本保持不变。盾构施工时，刀具 上的堆焊层在受到砂卵石较少次数的冲击后，硬度能 够迅速上升，将有利于提高盾构刀具的耐冲击和耐磨 粒磨损性能。
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堆焊试样所用的试板为Ｑ２３５钢板，尺寸为１００ ｍｍ×２００ ｍｍ×１０ ｍｍ，堆焊层数为三层，层问温度控 制在１５０℃以下。 ２－２ ＤＧ７药芯焊丝熔敷金属的组织
由盾构机刀具的工况可知，刀具既要具备较高的 硬度以抵御高应力的磨粒磨损，又要有足够的韧性来 吸收砂卵石的冲击。所以选择Ｆｅ—Ｃ卜Ｎｉ—Ｍｎ—Ｓｉ等元素 组成的合金系设计了堆焊药芯焊丝ＤＧ７。堆焊层冲击 前后的显微组织见图３。可见堆焊层为断续网状的奥 氏体（白色）与低碳马氏体（细针状）的混合组织，冲击 后堆焊层的组织得到一定的细化，马氏体组织明显增 加。 ２．３ 冲击对ＤＧ７药芯焊丝熔敷金属的硬度和磨粒磨
二等奖一项，中国电力科学技术二等奖
一项。完成或正在进行国家自然科学基
金、北京市自然科学基金、北京市科委、
北京市教委等项目二十余项。已发表科 宙
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研论文６０余篇，参与编写专著或手册６
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部。获授权国家发明专利１４项。
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冲击次数／次 图５冲击对堆焊层相对耐磨性的影响
３研制的盾构机刀具的工程应用
２００５年７月底，经ＤＧ７刃口堆焊制作的盾构机刀 具用于地铁五号线试验段——北新桥站至雍和宫站右 线隧道掘进施工，其地质条件与使用进口盾构刀具的 左线基本相同。到２００５年１１月开仓检查更换刀具，完 成掘进３７０ ｍ，对盾构刀具部分受损严重的部位二次 堆焊后，又掘进了５０ ｍ，开仓检查发现刀具磨损量较 少（图６）。至此，ＤＧ７修复再制造的盾构刀具累计完成 ４２０ ｍ的掘进，而进口刀具的使用寿命仅为２５０ ｍ，其 磨损形貌见图７。随着北京市地铁建设的全面开展，盾 构刀具的需求迅速加大，ＤＧ７修复再制造刀具在性能 达到并超过进口刀具的基础上，经过进一步改进配方、 优化生产工艺，实现了修复再制造刀具成本仅为进口 刀具的一半。在２００７年２月结束的北京市地铁十号线 第十一标段农展馆站至亮马桥站左线的施工中，研制 的盾构机刀具一次挖掘长度达７８０余米，大大超过了
（２）ＤＧ７具有良好的焊接工艺性能，能够满足盾 构机刀具修复和制造的施焊要求。堆焊层具有较高的 焊态硬度，其显微组织为断续网状的奥氏体和低碳马 氏体，具有良好的加工硬化性能和耐磨粒磨损性能。
（３）ＤＧ７已成功应用于北京市地铁施工用盾构机 刀具的修复与制造，其使用寿命明显长于进口刀具，而 其成本仅为进口刀具的一半。
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俘搭彪影励勉鳜彪眵既触毋缈
［２】乐贵平．浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型［Ｊ］．现 代隧道技术，２００３（３）：１４—３０．
［３】邹积波．盾构刀具磨损原因探析［Ｊ］．建筑机械化，２００３（１１）：
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［４】蒋建敏，赵学彬，贺定勇，等．北京地区盾构机刀具失效分 析及其修复再制造［Ｊ］．中国表面工程，２００６（３）：４４－４６．
损性能的影响 为研究冲击对ＤＧ７堆焊层的加工硬化性能和耐 磨粒磨损性能的影响，分别采用３．５ ｋ和７．５ ｋｇ铅球 对堆焊层进行冲击，冲击方式为铅球由距试样１ ｍ高 度处自由落体。硬度变化结果见表２。 为考察铅球冲击对堆焊层的磨粒磨损性能的影 响，在Ｍ１５—２２５型湿式橡胶轮磨粒磨损机上进行了磨 粒磨损试验。对预磨后的试样进行了铅球冲击，然后再
冲击次数／次
图４冲击对堆焊层洛氏硬度的影响
表３堆焊层受冲击前后的磨粒磨损试验结果
由表３和图５可见，随着冲击次数的增加，堆焊层
的耐磨粒磨损性能逐步提高。堆焊层受冲击后，一方面 其显微组织中的部分残余奥氏体转变为马氏体，另一 方面显微组织得到一定的细化［４］，堆焊层表面位错增 加，使得冲击后堆焊层的硬度增加，耐磨粒磨损性能 提高。