国产加重钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝
胡建平
（北京固本科技有限公司，北京 海淀 100000 ）
摘 要：新型金属耐磨带药芯焊丝，为了消除碳化钨、碳化铬堆焊材料的缺陷，
同时提高堆焊材料的冲击韧性，通过向堆焊层中过渡微量的氮，固溶于低碳马氏
体中，提高了材料硬度。试验结果表明，耐磨带外观质量良好、剖面质量状况良
好、耐磨带硬度超过整体加重钻杆
标准
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要求。
关键词：加重钻杆；钻杆耐磨带；堆焊工艺
1111 新型金属钻杆接头耐磨带药芯焊丝
在新型金属耐磨带药芯焊丝的实际应用中，用户最为关心的问题主要有两
点：一是新型金属钻杆耐磨带耐磨性的高低。耐磨性不足将导致钻杆使用寿命降
低、重复堆焊次数增加和生产率低下。二是新型金属耐磨带抗裂性的高低。抗裂
性低易引起堆焊裂纹甚至耐磨带掉块。
北京固本新型金属耐磨带药芯焊丝，为了消除碳化钨、碳化铬堆焊材料的缺
陷，同时提高堆焊材料的冲击韧性，通过向堆焊层中过渡微量的氮，固溶于低碳
马氏体中，提高了材料硬度。加重钻杆堆焊耐磨带焊态组织为低碳板条马氏体和
少量残余奥氏体无预热情况下无明显的裂纹，马氏体束尺寸较小，残余奥氏体较
少因而导致基体硬度较高，这是由于马氏体相界面阻碍位错运动而造成。另外，
当合金中碳含量低，氮含量<0.64%时，堆焊合金硬度会随氮含量增加急剧上升，
主要是因为基体组织会形成含氮渗碳体 Fe23（CN）5，因而保证了其具有高的
硬度。
新型金属耐磨带药芯焊丝堆焊硬度高、耐磨性好，可最大限度保护井下工具，
延长其寿命。北京固本药芯焊丝采用气体保护电弧堆焊，其自由电弧温度较低，
仅为 5000～8000K，热输入较小，稀释率较低，熔深也较小，因而该堆焊法具有
重复堆焊性较好，耐磨带开裂、剥落、掉块倾向较小，对基体的伤害也较小等优
点。新型金属耐磨带药芯焊丝焊接工艺性良好、飞溅小，可以堆焊在各种钻杆接
头、整体加重钻杆、摩擦焊加重钻杆、钻铤及各种井下工具表面，代替其磨损。
2222 钻杆接头耐磨带药芯焊丝应用
良好的耐磨减摩性和良好的堆焊工艺性使北京固本新型金属耐磨带得到越
来越广泛的应用。目前，国内该产品已在中国石油长城钻探工程有限公司钻具公
司、中国石油川庆钻探工程有限公司长庆管具公司、江苏曙光格兰特钻杆有限公
司外的石油钻杆生产厂家基本上都采用新型金属耐磨带药芯焊丝堆焊耐磨带，国
内油田也正在积极推广应用新型金属耐磨带。
3333 加重钻杆接头堆焊工艺
采用焊接材料为上北京固本 D110（直径：1.6mm）焊丝。堆焊设备选用全
自动耐磨带对焊机，先对加重钻杆进行打磨，将待焊区清理干净，在采用高频感
应加热预热到 200℃，每道耐磨带宽 25mm，共 3道，厚度约 3mm，焊后在静止
空气中冷自然冷却，化学成分见表 1。
表 1 耐磨带堆焊工艺参数及性能
3333 结语
１）摩擦焊加重钻杆接头和管体上焊接的耐磨带外观质量良好。
２）摩擦焊加重钻杆接头和管体耐磨带上的裂纹未延伸至母材金属和热影响区，
耐磨带剖面质量状况良好。
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作者介绍：
胡建平，1984年生，北京固本科技有限公司，工学硕士学历，主要从事耐磨堆
焊工艺的研发。
国产加重钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝
浙公网安备 33021202002483