本發明涉及焊接材料
技術領域：
，具體涉及一種堆焊電焊條及其制備方法。
背景技術：
：堆焊作為材料表面改性的一種經濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于各個工業部門零件的制造修復中。為了最有效地發揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優良的堆焊層性能，即優質、高效、低稀釋率的堆焊技術。采用堆焊的方法來制造產品或修復機械零部件，不僅可以恢復零部件原來的尺寸，還可以進一步提高工件的耐磨抗壓性能，這對降低生產成本，節約材料，提高使用壽命都有著重要意義。目前廣泛采用的堆焊焊條均具有良好的力學性能和機械性能，但是抗拉性能和屈服強度仍有待進一步提高，而且在制備時會產生較多焊渣，難以清理，藥皮的含濕量較高，且形成的焊縫易開裂。技術實現要素：本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種堆焊電焊條及其制備方法，該堆焊電焊條成分配比合理，具有優良的抗拉強度、韌性、屈服強度，制備過程中產生的焊渣較少，熔融完全，工藝高效節能污染小，提高了焊接的工作效率。本發明解決技術問題采用如下技術方案：一種堆焊電焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯選自h08a或h08e低碳鋼焊芯，所述藥皮包括以下重量份的原料：大理石40～60份、螢石10～20份、霧化硅鐵5～12份、碳化硅0.2～1.5份、納米鐵粉8～16份、鈦白粉10～20份、錳鐵5～12份、鉻粉3～10份、鎳粉3～6份、海泡石10～25份、硅酸鈉8～18份、輕質碳酸鈣2～6份、增塑劑0.5～3份。優選地，所述藥皮包括以下重量份的原料：大理石52份、螢石16份、霧化硅鐵8份、碳化硅0.8份、納米鐵粉13份、鈦白粉18份、錳鐵10份、鉻粉5份、鎳粉4份、海泡石18份、硅酸鈉15份、輕質碳酸鈣3份、增塑劑1份。優選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、環氧脂肪酸丁酯、三丙酸甘油酯中的一種或多種的組合。上述堆焊電焊條的制備方法，包括以下步驟：1）海泡石發酵：稱取海泡石，使用行星式球磨機干法球磨30～50min后，過200～300目篩，倒入發酵罐中，恒溫密閉發酵28～36小時；發酵結束后，過濾干燥得到海泡石濾渣；2）合金料燒結：向高溫窯爐內依次加入霧化硅鐵、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉、步驟1）制備的海泡石濾渣，關上爐門，并以80～100ml/min的速率吹入氮氣，恒速升溫至750～850℃，保溫30～50min；再以60～80ml/min的速率吹入還原性氣體，恒速升溫至1150～1250℃，保溫20～40min；停止吹入氣體，自然冷卻至室溫，得到燒結合金料；3）藥皮干料制備：將燒結合金料、大理石、螢石、碳化硅、鈦白粉、輕質碳酸鈣、增塑劑混合攪拌均勻，得到藥皮濕料；使用微波進行兩段微波干燥，得到含水量小于1.5wt%的藥皮干料；4）壓制成型：將藥皮干料與焊芯放置于焊條涂料機上，加入硅酸鈉壓制成型，于300～350℃干燥保溫2～3小時，得到該堆焊焊條。優選地，所述步驟1）干法球磨使用陶瓷研磨罐，公轉轉速為200～300r/min，自轉轉速為400～650r/min。優選地，所述步驟2）恒速升溫至750～850℃的速率為8～15℃/min，恒速升溫至1150～1250℃的速率為15～25℃/min。優選地，所述步驟2）還原性氣體選自氫氣、一氧化碳、甲烷中的一種或多種的組合。優選地，所述步驟3）兩段微波干燥具體過程為：設置微波輸出功率2.6～3.8kw，以5～10℃/min的速率升溫至50～65℃，保溫5～10min，再以8～15℃/min的速率升溫至80～100℃，保溫3～8min。優選地，所述步驟4）焊條涂料機的轉速為60～100r/min，壓制壓力為5～15mpa。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：（1）本發明的堆焊電焊條，成分配比合理，藥皮成分中的穩弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑、粘結劑等多種成分復配，協同作用，具有優良的抗拉強度、韌性、屈服強度，制備過程中產生的焊渣較少，熔融完全，焊縫牢固，不易開裂，工藝高效節能污染小，提高了焊接的工作效率。（2）本發明的堆焊電焊條，大理石、螢石作為穩弧劑、造渣劑或造氣劑，能夠保持電弧穩定燃燒，保護焊縫金屬中的氧含量，防止空氣中氧和氮的侵入；霧化硅鐵、碳化硅、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉作為脫氧劑或合金劑，能夠提高焊縫的金屬性能，補償燒損及向焊縫中補充合金元素，保證焊縫的化學性能；輕質碳酸鈣燃燒后能夠產生二氧化碳的惰性氣氛，防止氧化；硅酸鈉又稱水玻璃，具有良好的粘結性，能夠牢固地將藥皮與焊芯粘接。（3）本發明的堆焊電焊條的制備中，海泡石的微孔結構發酵能能夠吸附沼液，去除海泡石內部的酸性雜質，輔助合金材料的燒結，能夠在惰性和還原性氣氛下，發生氧化放熱反應，促進焊條熔融；球磨和微波干燥的方法，均具有高效、能耗低、清潔等特點，不會產生焊渣和粉塵，精確的溫控保證了干燥的均勻度。具體實施方式以下結合具體實施例對發明作進一步詳細的描述。實施例1一種堆焊電焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯選自h08a低碳鋼焊芯，所述藥皮包括以下重量的原料：大理石52kg、螢石16kg、霧化硅鐵8kg、碳化硅0.8kg、納米鐵粉13kg、鈦白粉18kg、錳鐵10kg、鉻粉5kg、鎳粉4kg、海泡石18kg、硅酸鈉15kg、輕質碳酸鈣3kg、增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯1kg。上述堆焊電焊條的制備方法，包括以下步驟：1）海泡石發酵：稱取海泡石，使用行星式球磨機干法球磨45min后，過200～300目篩，倒入發酵罐中，恒溫密閉發酵34小時；發酵結束后，過濾干燥得到海泡石濾渣；其中，干法球磨使用陶瓷研磨罐，公轉轉速為200～300r/min，自轉轉速為400～650r/min。2）合金料燒結：向高溫窯爐內依次加入霧化硅鐵、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉、步驟1）制備的海泡石濾渣，關上爐門，并以80～100ml/min的速率吹入氮氣，以10℃/min速率恒速升溫至800℃，保溫45min；再以60～80ml/min的速率吹入一氧化碳，以20℃/min速率恒速升溫至1200℃，保溫35min；停止吹入氣體，自然冷卻至室溫，得到燒結合金料。3）藥皮干料制備：將燒結合金料、大理石、螢石、碳化硅、鈦白粉、輕質碳酸鈣、增塑劑混合攪拌均勻，得到藥皮濕料；使用微波進行兩段微波干燥，得到含水量小于1.5wt%的藥皮干料；其中，兩段微波干燥具體過程為：設置微波輸出功率2.6～3.8kw，以10℃/min的速率升溫至60℃，保溫9min，再以12℃/min的速率升溫至95℃，保溫8min。4）壓制成型：將藥皮干料與焊芯放置于焊條涂料機上，加入硅酸鈉壓制成型，于350℃干燥保溫3小時，得到該堆焊焊條。其中，焊條涂料機的轉速為60～100r/min，壓制壓力為5～15mpa。實施例2一種堆焊電焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯選自h08e低碳鋼焊芯，所述藥皮包括以下重量的原料：大理石46kg、螢石12kg、霧化硅鐵8kg、碳化硅0.9kg、納米鐵粉12kg、鈦白粉15kg、錳鐵7kg、鉻粉6kg、鎳粉4kg、海泡石15kg、硅酸鈉14kg、輕質碳酸鈣3kg、增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯2.3kg。上述堆焊電焊條的制備方法，包括以下步驟：1）海泡石發酵：稱取海泡石，使用行星式球磨機干法球磨30min后，過200～300目篩，倒入發酵罐中，恒溫密閉發酵36小時；發酵結束后，過濾干燥得到海泡石濾渣；其中，干法球磨使用陶瓷研磨罐，公轉轉速為200～300r/min，自轉轉速為400～650r/min。2）合金料燒結：向高溫窯爐內依次加入霧化硅鐵、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉、步驟1）制備的海泡石濾渣，關上爐門，并以80～100ml/min的速率吹入氮氣，以15℃/min速率恒速升溫至835℃，保溫42min；再以60～80ml/min的速率吹入氫氣，以18℃/min速率恒速升溫至1180℃，保溫34min；停止吹入氣體，自然冷卻至室溫，得到燒結合金料。3）藥皮干料制備：將燒結合金料、大理石、螢石、碳化硅、鈦白粉、輕質碳酸鈣、增塑劑混合攪拌均勻，得到藥皮濕料；使用微波進行兩段微波干燥，得到含水量小于1.5wt%的藥皮干料；其中，兩段微波干燥具體過程為：設置微波輸出功率2.6～3.8kw，以7℃/min的速率升溫至68℃，保溫7min，再以13℃/min的速率升溫至96℃，保溫8min。4）壓制成型：將藥皮干料與焊芯放置于焊條涂料機上，加入硅酸鈉壓制成型，于300～350℃干燥保溫2～3小時，得到該堆焊焊條。其中，焊條涂料機的轉速為60～100r/min，壓制壓力為5～15mpa。實施例3一種堆焊電焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯選自h08a低碳鋼焊芯，所述藥皮包括以下重量的原料：大理石53kg、螢石12kg、霧化硅鐵10kg、碳化硅0.7kg、納米鐵粉12kg、鈦白粉15kg、錳鐵6kg、鉻粉4kg、鎳粉5kg、海泡石17kg、硅酸鈉13kg、輕質碳酸鈣5kg、增塑劑環氧脂肪酸丁酯2.3kg。上述堆焊電焊條的制備方法，包括以下步驟：1）海泡石發酵：稱取海泡石，使用行星式球磨機干法球磨50min后，過200～300目篩，倒入發酵罐中，恒溫密閉發酵36小時；發酵結束后，過濾干燥得到海泡石濾渣；其中，干法球磨使用陶瓷研磨罐，公轉轉速為200～300r/min，自轉轉速為400～650r/min。2）合金料燒結：向高溫窯爐內依次加入霧化硅鐵、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉、步驟1）制備的海泡石濾渣，關上爐門，并以80～100ml/min的速率吹入氮氣，以15℃/min速率恒速升溫至850℃，保溫30min；再以60～80ml/min的速率吹入甲烷，以25℃/min速率恒速升溫至1250℃，保溫30min；停止吹入氣體，自然冷卻至室溫，得到燒結合金料。3）藥皮干料制備：將燒結合金料、大理石、螢石、碳化硅、鈦白粉、輕質碳酸鈣、增塑劑混合攪拌均勻，得到藥皮濕料；使用微波進行兩段微波干燥，得到含水量小于1.5wt%的藥皮干料；其中，兩段微波干燥具體過程為：設置微波輸出功率2.6～3.8kw，以8℃/min的速率升溫至65℃，保溫8min，再以12℃/min的速率升溫至95℃，保溫5min。4）壓制成型：將藥皮干料與焊芯放置于焊條涂料機上，加入硅酸鈉壓制成型，于330℃干燥保溫2.2小時，得到該堆焊焊條。其中，焊條涂料機的轉速為60～100r/min，壓制壓力為5～15mpa。實施例4一種堆焊電焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯選自h08e低碳鋼焊芯，所述藥皮包括以下重量的原料：大理石57kg、螢石18kg、霧化硅鐵11kg、碳化硅1.3kg、納米鐵粉15kg、鈦白粉18kg、錳鐵10kg、鉻粉7kg、鎳粉5kg、海泡石22kg、硅酸鈉16kg、輕質碳酸鈣5kg、增塑劑三丙酸甘油酯2.8kg。上述堆焊電焊條的制備方法，包括以下步驟：1）海泡石發酵：稱取海泡石，使用行星式球磨機干法球磨46min后，過200～300目篩，倒入發酵罐中，恒溫密閉發酵34小時；發酵結束后，過濾干燥得到海泡石濾渣；其中，干法球磨使用陶瓷研磨罐，公轉轉速為200～300r/min，自轉轉速為400～650r/min。2）合金料燒結：向高溫窯爐內依次加入霧化硅鐵、納米鐵粉、錳鐵、鉻粉、鎳粉、步驟1）制備的海泡石濾渣，關上爐門，并以80～100ml/min的速率吹入氮氣，以12℃/min速率恒速升溫至786℃，保溫45min；再以60～80ml/min的速率吹入一氧化碳，以22℃/min速率恒速升溫至1176℃，保溫35min；停止吹入氣體，自然冷卻至室溫，得到燒結合金料。3）藥皮干料制備：將燒結合金料、大理石、螢石、碳化硅、鈦白粉、輕質碳酸鈣、增塑劑混合攪拌均勻，得到藥皮濕料；使用微波進行兩段微波干燥，得到含水量小于1.5wt%的藥皮干料；其中，兩段微波干燥具體過程為：設置微波輸出功率2.6～3.8kw，以6℃/min的速率升溫至60℃，保溫8min，再以12℃/min的速率升溫至88℃，保溫6min。4）壓制成型：將藥皮干料與焊芯放置于焊條涂料機上，加入硅酸鈉壓制成型，于340℃干燥保溫2.5小時，得到該堆焊焊條。其中，焊條涂料機的轉速為60～100r/min，壓制壓力為5～15mpa。性能測試：對上述實施例1-4制備的堆焊電焊條進行了抗拉強度、屈服強度、拉伸率的測量，這三個測量指標的最低標準值分別為490mpa、410mpa、22%。具體測量結果見下表。實施例抗拉強度/mpa屈服強度/mpa拉伸率/%28543273697529由上表可以看出，本發明的堆焊電焊條的力學性能如抗拉強度、屈服強度、拉伸率大大超過了標準值，焊縫牢固，不易開裂，實現了焊條的細顆粒溶滴過渡。以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。當前第1頁12