堆焊用无渣自保护药芯焊丝的耐磨性与环保性

焊 丝药 粉 中成 分 不 同 ， 在 烘 粉 时对 温 度 和 时 间 的
表６ ３种堆 焊方 法能量消耗（ １ ｔ 焊接材料 ） 的对 比数据表
表７ ３种焊接方法的焊接材料烘粉工艺示意表
３ 结
论
（ １ ） 针对耐磨堆焊修复现状 ， 本着“ 节能 、 减排 、 增 寿” 的基本原则 ， 采用 Ｆ ｅ — Ｃ ｒ — Ｎ ｂ — Ｃ堆焊合金体系 ， 通过
丝１ ｔ 将 节省 １ ０ ４ ３ ． ５ ９～１ ５ ０ ７ ． ４ １元 。
２ ． ５ 热输 入测 试
ｋ ｇ
熔焊时 由焊 接能源 输入 给单位 长度 焊缝上 的热 量， 又称为热输人 。热输入的计算公式 ： ｇ：Ｕ Ｉ ／ ｖ
度， ｅ ｎ ｄｓ ； ｇ为 热输 入 ， Ｊ ／ ｅ ａ。 ｒ 文 中研制 的无 渣 自保 护 堆 焊 用 药 芯 焊 丝 ， 在 堆 焊
元， 可计 算消 耗焊 丝 １ ｔ 时Ｃ Ｏ 气体 保护 焊需 要 的 保 护 气体 成本 为 ｌ ０ ４ ３ ． ５ ９—１ ５ ０ ７ ． ４ １元 。 因此 ， 仅 从 省 气 费 了焊缝金属 ， 而 且 恶化 了焊 缝性 能 ， 并 增 加 了清理 成 本 。此 外 ， 飞溅 颗
表 ４为 Ｃ Ｏ ： 气体保护焊相关参数 。对 比 Ｃ Ｏ 气体 保护焊时所消耗 的气体量 ， 来 作为估算省气量测试 结 果。已知焊丝在 进行 Ｃ Ｏ 气 体保护 焊时送 气速度 为
２ ． ３ 飞溅 率 测试
１ ２ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ， 参照表 ５可计算 出 Ｃ Ｏ ： 消耗体积 ２ ０ ８ ７ １ ８ — ３ ０ １ ４ ８ ２ Ｌ 。 目前一罐 Ｃ Ｏ 气体 （ 约４ Ｏ Ｌ ） 市场价是 ３ Ｏ
具体 烘粉 工艺 。 由表 ７可知 ， 无 渣 自保 护 焊 丝 制取 时 ， 其烘 粉工 艺 与 前 两 种 相 比 ， 方 便简单 ， 且 烘 粉 温 度 较 低， 耗能最 低 。
半， 节能效果十分显 著 ， 对 中 国发展 绿色经济 有积极
意义 。
２ ． ６ 烘粉耗能计算
、
●
焊、 Ｃ Ｏ ： 气体保护堆焊 、 无渣 自保护药芯焊丝堆 焊的焊
接热 输入 对 比。 ．
表４ Ｃ Ｏ 气体保护焊相关参数
因此采 用手 工焊条堆 焊 、 Ｃ Ｏ ： 气体保 护堆 焊 、 无 渣 自保护药 芯焊 丝堆焊方法 堆焊 ｌ ｔ 焊接材 料 ， 所 消 耗 的电能有很 大的差别 。表 ６为这 ３种方 法消耗 能
粒 中含 有 的重金 属元 素 和有 害 矿 物也 会 对 环 境造 成 伤 害 。表 ３是 ３种焊 接方 法 的焊 接材 料 在 电弧 焊条 件 下 的飞溅情 况 对 比。
表３ ３种焊接方法 的焊接材料 的飞溅 率数据表 焊接方 法
焊 条 电 弧 焊
项 而论 ， 采 用 无 渣 自保 护 药 芯 焊 丝 焊 接 时 每 消 耗 焊
大量试 验研 制 出环 境 友 好 、 性 能 优 异 的 专 用 无 渣 自保 护 药 芯焊丝 。该 焊丝 硬 度 在 Ｈ Ｒ Ｃ ５ ８— ６ ８范 围 ， 堆 焊 组
织为多种碳化物和奥 氏体基体共存 的过共 晶状态 ， 呈 弥散分布 ， 因此抗裂性较佳 ， 其耐磨性能是 Ｑ ２ ３ ５钢的 ２ ０倍 。
（ １ ）
１ ｔ 焊接 材料飞溅量
１ ０ｏ
式中： ｕ为 电弧 电 压 ， Ｖ； 为 焊 接 电 流 ， Ａ； 为 焊 接 速
Ｃ Ｏ ： 气体保 护焊
无渣 自保 护焊
１ ５ ０ ５ ０
２ ． ４ 省 气量 测试
辊磨机磨辊时， 可 以采用相对较小 的焊接热输人 ， 就可 以获 得性 能 非 常 优 异 的堆 焊层 。这 是 手 工 焊 条 堆 焊 、
锄
表２ ３种焊接 方法的焊接材料的成渣率数据表
堆焊专题 ｒ 缛搭
护， 不 用消 耗气 体 和额外 能 耗 ， 同时 极 大 地减 少 废 气 的 排放 ， 是 一种 环 境友 好型 的新 型 焊丝 ， 在 环境 问题 日趋 严重 的 ２ １ 世纪 ， 具有 广 阔 的应 用前 景 。
Ｃ Ｏ ： 气 体 保 护 堆 焊 所 无 法 比拟 的 ， 毫 无 疑 问采 用 研 制 的焊 丝堆 焊可 以节 约 大 量 的 电能 。 表 ５为 手 工 焊 条堆
用气体保护药 芯焊丝焊接需要消耗大量 的气体 ， 以对焊接熔滴或熔池进行气体保护 ， 之后 又要 以废气 的“ 身份 ” 排人大气中， 对 环 境 造成 了极 大 的 污染 。该 项 目开发的无渣 自 保护药芯焊丝无需辅助气体进行保
量 的 对 比。 由表 ６可 以发 现 ， 采 用 这 ３种 不 同 的方 法
堆焊 ， 各 自堆焊 １ ｔ 焊接材料 ， 无 渣 自保护药芯焊丝堆 焊所消耗 电能为 ４ ７ ． ２ ７ ｋ Ｗ， 约为其 它两种 方法 的一
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俘 掳 堆焊专题 细
工艺处理也不尽相同。表 ７是 ３ 种焊材在电弧焊时的
发， 对 于减 少 各 种有 害排 放 具 有 明显 效 果 。与其 它 两 种 传统 方法 相 比 ， 每堆 焊 １ ｔ 焊丝， 减少 废渣 排放 １ ５ ０— ３ ５ ０ ｋ ｇ ； 减少 Ｃ Ｏ ２ 排放 ２ ０ ８ ７ １ ８～ ３ ０ １ ４ ８ ２ Ｌ ； 减少 烟尘 排 放 ７一ｌ ３ ｋ ｇ ， 减少 金属 飞溅 物 ５ ０—１ ０ ０ ｋ ｇ 。 参 考 文 献
（ ２ ）该 无 渣 自保 护 药 芯 焊 丝 ， 与 目前 常 用 的 焊 条
电弧焊或 ｃ ｏ ： 气体保护焊堆焊相 比， 节约 了大量的能
・
耗 。无渣 自保护药芯焊丝没有矿物粉 ， 因此在烘 粉过 程 中无 需 ５ ０ ０ ｏ Ｃ Ｘ ６ ｈ热 处 理 工序 ； 堆焊 １ ｔ 焊 接 材 料 时所消耗电能为４ ７ ． ２ ７ ｋ Ｗ， 仅为其它两种方法的一半 。 且堆敷效率高 ， 提高服役 寿命 效果 明显 ， 综合 成本 更 低。 （ ３ ） 无 渣 自保 护药芯焊丝 及配套工艺技 术 的开