本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種鑄鐵焊劑以及焊接方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，我國的科學技術(shù)不斷地蓬勃發(fā)展，焊接技術(shù)也隨著不斷進步，新的鋼材型號、品種和新型的焊接方法也同時達到平穩(wěn)的開拓。近十年來我國的鑄鐵機件大量地廣泛應(yīng)用于機械制造、石油化工、汽車、造船、冶金礦山、建筑與國防等國民生產(chǎn)的各方面?；铱阼T鐵由于生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，原材料來源廣，機械性能較穩(wěn)定，所以灰口鑄鐵的產(chǎn)量在鑄鐵中占80％以上，但是灰口鑄鐵件存在的缺陷也很大。為節(jié)約經(jīng)濟，修復(fù)缺陷，通常采用焊接方法修復(fù)缺陷，避免因其報廢所造成的經(jīng)濟損失。設(shè)備機件在使用過程中發(fā)生斷裂或磨損已無法繼續(xù)使用的零件，當沒有機械備件，又不能及時得到購買更換的情況下，為了減少停機損失，采用焊接方法進行修復(fù)，變成生產(chǎn)上最好最快的選擇。

由于灰口鑄鐵是在鋼的基體上夾雜著片狀石墨所構(gòu)成，其含炭量在2.11％～6.9％的范圍內(nèi)，灰口鑄鐵是一種鐵碳合金，以滲碳體(fe3c)形成存在，因其冶煉設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短，它的組織形成較粗晶粒。因此灰口鑄鐵件在焊條電弧焊補焊時焊接接頭易出現(xiàn)白口組織，在焊接過程中，由于存在不均勻狀態(tài)易出現(xiàn)焊接應(yīng)力不均勻的作用下，在焊件的薄弱處或熔合區(qū)及焊縫中易產(chǎn)生冷裂紋或熱裂紋現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鑄鐵焊劑，其具有抗裂性能好、焊接效果好的特點。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種焊接方法，該方法利用上述的鑄鐵焊劑配合焊條使用，具有較好的焊接效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳65-75重量份、碳粉6-12重量份、二氧化硅3-8重量份、氧化鈣5-10重量份以及鐵粉8-15重量份。

本發(fā)明還提出一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將上述的鑄鐵焊劑貼附在焊條的表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在400-500℃的條件下熔化到焊縫處。

本發(fā)明實施例的有益效果是：一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑的原料比例合適，用于焊接灰口鑄鐵的焊縫時，滲透性好、抗裂性高，并且熔合性好。其原料中的各成分在電弧的作用下可以熔化為焊縫表面的熔渣，可以保護焊縫金屬在液態(tài)時隔絕氣體侵入溶池。碳粉中的碳元素和鐵粉中的鐵元素在高溫下可以融合成合金，與灰口鑄鐵焊縫的成分類似，可以增加鑄鐵焊劑與焊縫的熔合性。鑄鐵焊劑的原料中添加了適量的錳、硅、鐵、鈣等合金元素，在焊縫處具有滲透性好、抗裂性高等作用。鑄鐵焊劑的原料中有多種高熔點的氧化物，這些氧化物作為溶池液體金屬的成核劑，可以促進凝固形成的晶粒細化，防止焊縫產(chǎn)生裂紋。

一種焊接方法，該方法利用上述的鑄鐵焊劑配合焊條使用，具有較好的焊接效果。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例的一種鑄鐵焊劑以及焊接方法進行具體說明。

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳65-75重量份、碳粉6-12重量份、二氧化硅3-8重量份、氧化鈣5-10重量份以及鐵粉8-15重量份。

鑄鐵焊劑中的氧化錳、碳粉、二氧化硅、氧化鈣以及鐵粉在電弧的作用下可以熔化為焊縫表面的熔渣，可以保護焊縫金屬在液態(tài)時隔絕氣體侵入溶池。

由于灰口鑄鐵是在鋼的基體上夾雜著片狀石墨所構(gòu)成，其含炭量在2.11％～6.9％的范圍內(nèi)，灰口鑄鐵是一種鐵碳合金，以滲碳體(fe3c)形成存在。在本發(fā)明的實施例中通過加入碳粉和鐵粉，碳粉中的碳元素和鐵粉中的鐵元素在高溫下可以融合成合金，與灰口鑄鐵焊縫的成分類似，可以增加鑄鐵焊劑與焊縫的熔合性。鑄鐵焊劑的原料中添加了適量的錳、硅、鐵、鈣等合金元素，在焊縫處具有滲透性好、抗裂性高等作用。

另外，鑄鐵焊劑的原料中有多種高熔點的氧化物，這些氧化物作為溶池液體金屬的成核劑，可以促進凝固形成的晶粒細化，防止焊縫產(chǎn)生裂紋。

本實施例中的鑄鐵焊劑的原料比例合適，利用該比例范圍的化錳、碳粉、二氧化硅、氧化鈣以及鐵粉制成的鑄鐵焊劑，用于焊接灰口鑄鐵的焊縫時，滲透性好、抗裂性高，并且熔合性好。優(yōu)選地，氧化錳為68-72重量份，碳粉為7-10重量份，二氧化硅為4-6重量份，氧化鈣為6-8重量份，鐵粉為10-12重量份。在該優(yōu)選比例范圍內(nèi)的原料制得的鑄鐵焊劑，焊接灰口鑄鐵的焊縫效果更好。進一步優(yōu)選地，氧化錳為70重量份，碳粉為8重量份，二氧化硅為5重量份，氧化鈣為7重量份，鐵粉為10重量份。

在本發(fā)明的實施例中，氧化錳中的錳元素的質(zhì)量分數(shù)為55wt％-65wt％，碳粉中的碳元素的質(zhì)量分數(shù)為60wt％，二氧化硅中的硅元素的質(zhì)量分數(shù)為43wt％，氧化鈣中的鈣元素的質(zhì)量分數(shù)為62wt％，鐵粉中的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為95wt％。

另外，在本發(fā)明的一些實施例中，鑄鐵焊劑的原料還包括粘接劑4-7重量份。在鑄鐵焊劑中添加粘接劑可以使得鑄鐵焊劑更好地貼附在焊條表面，在熔融時，鑄鐵焊劑的有效成分與焊條的成分更容易熔合發(fā)生發(fā)應(yīng)。

在本發(fā)明的一些實施例中，原料中還包括鑄鐵粒0.5-2重量份。鑄鐵粒的成分與焊縫處的成分相同，可以增加鑄鐵焊劑與焊縫的熔合性。

另外，在本發(fā)明的一些實施例中，鑄鐵焊劑的原料中還包括表面活性劑1-3重量份，表面活性劑包括聚山梨酯、十二烷基磺酸鈉和十二烷基三甲基溴化銨中的至少一種。表面活性劑可以增加鑄鐵焊劑中的原料的相容性，在混合時有利于混合均勻。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處。這樣可以保證焊縫接頭能夠焊透而避免出現(xiàn)工藝缺陷。清潔焊縫周圍可以去除鐵銹、雜質(zhì)和油污等，有利于焊接。另外，也可以再焊縫的兩端各鉆一個止裂孔。

然后將上述的鑄鐵焊劑貼附在焊條的表面。在本發(fā)明的一些實施例中，通過將焊條蘸上漿糊然后再浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面。在本發(fā)明的再一些實施例中，因鑄鐵焊劑中含有粘接劑，則直接將焊條浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面。另外，本發(fā)明實施例中的鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:14-16。

將帶有鑄鐵焊劑的焊條在400-500℃的條件下熔化到焊縫處。焊接操作時，可根據(jù)焊件厚度，選用直徑合適的焊條，并選擇相應(yīng)的工藝參數(shù)，一般可采用較小的焊接電流、慢焊速，可作橫向擺動斷弧運條法，分段退焊法。且該鑄鐵焊劑貼附焊條，無需干燥即可馬上進行焊接，焊件無需進行預(yù)熱和焊后保溫。當焊件強度較高，結(jié)構(gòu)剛性較高時，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在400-500℃的條件下熔化到焊縫處后，對焊縫加熱到600-700℃保溫50-70min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力，避免焊縫產(chǎn)生裂紋。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細描述。

實施例1

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳70重量份、碳粉8重量份、二氧化硅5重量份、氧化鈣7重量份以及鐵粉10重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條蘸上漿糊然后再浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在450℃的條件下熔化到焊縫處。然后對焊件加熱到600℃保溫70min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:15。

實施例2

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳65重量份、碳粉10重量份、二氧化硅4重量份、氧化鈣9重量份以及鐵粉12重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條蘸上漿糊然后再浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在400℃的條件下熔化到焊縫處。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:14。

實施例3

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳68重量份、碳粉7重量份、二氧化硅6重量份、氧化鈣8重量份以及鐵粉11重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條蘸上漿糊然后再浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在500℃的條件下熔化到焊縫處。然后對焊件加熱到700℃保溫50min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:16。

實施例4

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳72重量份、碳粉6重量份、二氧化硅5重量份、氧化鈣10重量份、鐵粉14重量份、鑄鐵粒0.5重量份、粘接劑5重量份以及聚山梨酯1重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在500℃的條件下熔化到焊縫處。然后對焊件加熱到700℃保溫50min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:15。

實施例5

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳74重量份、碳粉9重量份、二氧化硅7重量份、氧化鈣10重量份、鐵粉14重量份、鑄鐵粒0.5重量份、粘接劑5重量份以及聚山梨酯1重量份、十二烷基磺酸鈉2重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在500℃的條件下熔化到焊縫處。然后對焊件加熱到650℃保溫70min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:15。

實施例6

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳75重量份、碳粉12重量份、二氧化硅3重量份、氧化鈣6重量份、鐵粉13重量份、鑄鐵粒2重量份、粘接劑6重量份以及聚山梨酯1重量份、十二烷基三甲基溴化銨1重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在450℃的條件下熔化到焊縫處。然后對焊件加熱到650℃保溫60min后緩慢冷卻以消除內(nèi)部應(yīng)力。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:14。

實施例7

一種鑄鐵焊劑，鑄鐵焊劑主要由以下原料混合而成：氧化錳70重量份、碳粉11重量份、二氧化硅8重量份、氧化鈣5重量份、鐵粉15重量份、鑄鐵粒1.5重量份、粘接劑7重量份以及聚山梨酯1重量份、十二烷基磺酸鈉1重量份、十二烷基三甲基溴化銨1重量份。

一種焊接方法，包括：將焊縫開坡口55°-65°后清潔焊縫周圍18-20mm處，將焊條浸入鑄鐵焊劑中使得鑄鐵焊劑貼附在焊條表面，將帶有鑄鐵焊劑的焊條在420℃的條件下熔化到焊縫處。其中鑄鐵焊劑與焊條的重量比為1:15。

綜上所述，本發(fā)明實施例的一種鑄鐵焊劑以及焊接方法，鑄鐵焊劑的原料比例合適，用于焊接灰口鑄鐵的焊縫時，滲透性好、抗裂性高，并且熔合性好。其原料中的各成分在電弧的作用下可以熔化為焊縫表面的熔渣，可以保護焊縫金屬在液態(tài)時隔絕氣體侵入溶池。碳粉中的碳元素和鐵粉中的鐵元素在高溫下可以融合成合金，與灰口鑄鐵焊縫的成分類似，可以增加鑄鐵焊劑與焊縫的熔合性。鑄鐵焊劑的原料中添加了適量的錳、硅、鐵、鈣等合金元素，在焊縫處具有滲透性好、抗裂性高等作用。鑄鐵焊劑的原料中有多種高熔點的氧化物，這些氧化物作為溶池液體金屬的成核劑，可以促進凝固形成的晶粒細化，防止焊縫產(chǎn)生裂紋。

一種焊接方法，該方法利用上述的鑄鐵焊劑配合焊條使用，具有較好的焊接效果。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。