CN101829865A

CN101829865A - 一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝

Info

Publication number: CN101829865A
Application number: CN201010168344A
Authority: CN
Inventors: 王建国
Original assignee: NANTONG CHENXI WELDING CO Ltd
Current assignee: NANTONG CHENXI WELDING CO Ltd
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-09-15

Abstract

本发明公开一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝，所加的药芯成分质量百分比范围如下：30-35％的金属铬粉，15-20％的金属钼粉，3-5％的金属镍粉，2-5的金属锰粉。1-3％的铝镁合金，0.5-3的冰晶石，3-5％的石英，18-25％的金红石，0.3-5％的Al₂O₃，2-4％的锆英石，1-4％的Bi₂O₃，1-4％的氮化锰。本发明具有脱渣容易、电弧稳定、飞溅颗粒极少且细小、焊缝成型美观、全位置焊接工艺优异、冲击韧性优良，抗点蚀性能良好的优点。

Description

一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝

技术领域：

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，主要应用于不锈钢与其它钢的异种钢焊接和复合钢过渡层焊接的一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝。

背景技术：

如今，在进行不锈钢焊接时，会使用传统的奥氏体不锈钢焊材不能满足其接头点蚀和冲击韧性的要求，更不用说具有全位置焊接性能的双相不锈钢药芯焊丝。为此开发专门针对双相不锈钢的全位置药芯焊丝，使其接头能够具有良好的腐蚀和力学性能，并且具有优良的全位置焊接性，从而适用更广泛的工况条件。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种药芯焊丝，通过合理地调整药芯成分的方法，在药芯中加入Cr、Mo、Ni、N、Mn等成分，达到改善接头性能的目的并保证合适的两相比。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝，所加的药芯成分质量百分比范围如下：30-35％的金属铬粉，15-20％的金属钼粉，3-5％的金属镍粉，2-5的金属锰粉。1-3％的铝镁合金，0.5-3的冰晶石，3-5％的石英，18-25％的金红石，0.3-5％的Al₂O₃，2-4％的锆英石，1-4％的Bi₂O₃，1-4％的氮化锰。

药芯中成分的作用如下：

金属铬粉：向焊缝金属中过度合金元素。Cr能够改善抗点蚀能力，为保证焊缝金属的耐腐蚀性和强度应至少含30％的Cr。但是，Cr的含量过高(超过35％)，焊缝容易析出σ相，引起脆性变化，造成冲击韧性的降低，所以铬粉质量百分含量最好为30-35％。

金属钼粉：向焊缝金属中过度合金元素。Mo是保证焊缝金属的耐腐蚀性和高强度所必须的一种成分。含量不足15％，作用不足够。含量超过20％，焊缝金属结构中会产生金属间化合物使得韧性降低而有关脆裂的脆性增加了，钼粉的质量百分含量为15-20％。

金属镍粉：向焊缝金属中过度合金元素。Ni市稳定产生奥氏体显微结构增强焊缝金属的耐腐蚀性和韧性的一种元素。因此，含量不足3％韧性会不足。含量超过5％，奥氏体分数率会过大使得强度趋于降低而有效的韧性增加几乎饱和，而且会影响两相比，因此，上限应定在5％。镍粉的质量百分含量为：3-5％。

金属锰粉：向焊缝金属中过度合金元素。Mn能调节焊缝金属的显微结构有组于奥氏体的产生。然而，2％可达最大效果，上限定在5％，锰粉的质量百分含量为2-5％。

铝镁合金粉：主要作用是脱氧，保护铬、镊等有益合金元素的过渡，可改善冲击韧性，脱氧后生成的Al₂O₃、MgO具有造渣作用。铝镁合金粉是不锈钢药芯焊丝实现全位置焊接工艺不可缺少的原材料。随着铝镁合金粉配方比例的增加，药芯焊丝电弧喷射状态明显改善，对电弧声音、飞溅、焊缝成型有很好的作用。质量百分含量为：1-3％。

冰晶石：冰晶石的主要成分Na₃AlF₆，通常有利于改善渣壳的物化性能，对熔渣的改进有一定的作用。质量百分含量为0.5-3％。

石英：石英主要起造渣作用，石英的含量不易过量，容易形成长渣，不利于立焊和仰焊，质量百分含量为3-5％。

金红石：金红石是熔渣形成主要组分，可以改善熔渣的覆盖性和焊后的脱渣性。金红石对全位置焊有较好的影响，氧化钛(金红石的主要成分)的加入能显著地降低熔渣的高温粘度及表面张力，熔渣粘度的下降会改善高温熔渣透气性，因而焊缝表面斑点减少，表面张力的下降，同时焊接熔渣的碱度很小，渣中TiO₂的量较多，容易形成“短渣”，有利于获得良好的焊缝成型。其质量百分含量为：18-25％。

Al₂O₃：Al₂O₃提高渣的凝固温度而不改变其粘度，改善脱渣能力。随着Al₂O₃含量的增加，熔滴尺寸变小，熔渣的熔点和熔渣的粘度会提高，对焊丝的全位置焊接工艺有一定帮助。质量百分含量为：0.3-5％。

锆英石：锆英石主要起造渣，调整熔渣的物化性能，适量添加ZrO2，使熔滴尺寸变小，焊道两边整齐，可改善焊丝的全位置焊接工艺。质量百分含量为：2-4％。

Bi₂O₃：药芯焊丝中常常加入铋来改善脱渣性，但含铋焊缝在温度高于823K加热或运行时，常常会有再热裂纹的产生，严格控制Bi₂O₃的含量，可防止焊缝在高温和热处理过程中出现裂纹。质量百分含量为：1-4％。

氮化锰：向焊缝金属中过渡N元素，N能促使Mo向铁素体向转移，可以提高奥氏体相的耐缝隙腐蚀能力。N对双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相的PREN(抗点蚀当量)值起到平衡作用。N是在有效产生铁素体时提高焊缝金属拉伸强度用的一种元素。因此，若含量不足1％，作用不够。含量超过4％，会降低韧性而降低冲击值。另外由于会引起焊接空隙和时效硬化，所以上限定为4％。质量百分含量为1-4％。

研究发现，金红石、冰晶石和锆英石对改善全位置焊接的工艺性能有较大的作用，通过合理配比三者的比例，可以得到优良的焊缝成形。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过加入必要的合金元素，维持必要的相平衡来提高焊接接头的耐蚀性方面的能力，改善焊接接头的力学性能，同时还在药芯中加入了金红石、氧化铝、石英灯矿物粉，且合理配比锆英石、冰晶石等的含量，来保证药芯焊丝的全位置焊接工艺性能。本发明脱渣容易，电弧稳定，飞溅颗粒极少且细小，焊缝成型美观，全位置焊接工艺优异，具有优良的冲击韧性，良好的抗点蚀性能，此焊丝用于不锈钢与其它钢的异种钢焊接和复合钢过渡层焊接。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝的一种具体实施方式，所加的药芯成分质量百分比范围如下：30-35％的金属铬粉，15-20％的金属钼粉，3-5％的金属镍粉，2-5的金属锰粉。1-3％的铝镁合金，0.5-3的冰晶石，3-5％的石英，18-25％的金红石，0.3-5％的Al₂O₃，2-4％的锆英石，1-4％的Bi₂O₃，1-4％的氮化锰。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1、将钢带轧成U形，以18-30％的填充率向U形槽中加入笨发明药粉；

2、将U形槽合口，使药粉包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm，得到最终产品。

所有实施例焊丝都是由自行研制的药芯拉丝机制出，选用宽度为8-10mm，厚度为0.35-0.5mm的304L奥氏体不锈钢带。先将其轧成U形，再向U形槽中加入粒度为过80目筛子的混合药粉，药粉的填充率为18-30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。

实施例如下：

1、选用8×0.35(宽度为8mm，厚度为0.35mm)的304L不锈钢带。先将其轧成U形。取金属铬粉末30克、金属钼粉末18克、金属镊粉末4克、金属锰粉末5克、铝镁合金粉末2克、冰晶石粉末1克、石英粉末4克、锆英石粉末2克、金红石粉末24克、Al₂O₃粉末3.5克、Bi₂O₃粉末3.5克、氮化锰粉末3克。(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入U形的304L不锈钢带槽中，填充率为18％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：2.9mm、2.7mm、2.56mm、2.4mm、2.25mm、2.15mm、2.0mm、1.9mm、1.75mm、1.65mm、1.55mm、1.45mm、1.4mm、1.3mm、1.25mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。

2、选用9×0.4(宽度为9mm，厚度为0.4mm)的304L不锈钢带。先将其轧成U形。取金属铬粉末33克、金属钼粉末17克、金属镊粉末3克、金属锰粉末4克、铝镁合金粉末3克、冰晶石粉末3克、石英粉末4克、锆英石粉末3克、金红石粉末25克、Al₂O₃粉末1克、Bi₂O₃粉末1克、氮化锰粉末3克。(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入U形的304L不锈钢带槽中，填充率为19％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：2.9mm、2.7mm、2.56mm、2.4mm、2.25mm、2.15mm、2.0mm、1.9mm、1.75mm、1.65mm、1.55mm、1.45mm、1.4mm、1.3mm、1.25mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。

3、选用10×0.45(宽度为10mm，厚度为0.4mm)的304L不锈钢带。先将其轧成U形。取金属铬粉末34克、金属钼粉末15克、金属镊粉末4克、金属锰粉末3克、铝镁合金粉末2克、冰晶石粉末2克、石英粉末4克、锆英石粉末3克、金红石粉末24克、Al₂O₃粉末4克、Bi₂O₃粉末3克、氮化锰粉末2克。(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入U形的304L不锈钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：2.9mm、2.7mm、2.56mm、2.4mm、2.25mm、2.15mm、2.0mm、1.9mm、1.75mm、1.65mm、1.55mm、1.45mm、1.4mm、1.3mm、1.25mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。

4、选用10×0.5(宽度为10mm，厚度为0.5mm)的304L不锈钢带。先将其轧成U形。取金属铬粉末35克、金属钼粉末17克、金属镊粉末4克、金属锰粉末4克、铝镁合金粉末3克、冰晶石粉末1克、石英粉末5克、锆英石粉末3克、金红石粉末23克、Al ₂O₃粉末2克、Bi₂O₃粉末1.5克、氮化锰粉末1.5克。(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合40分钟，然后将混合粉末加入U形的304L不锈钢带槽中，填充率为21％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：2.9mm、2.7mm、2.56mm、2.4mm、2.25mm、2.15mm、2.0mm、1.9mm、1.75mm、1.65mm、1.55mm、1.45mm、1.4mm、1.3mm、1.25mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。

Claims

1.一种二氧化碳气体保护用不锈钢药芯焊丝，其特征在于：所加的药芯成分质量百分比范围如下：30-35％的金属铬粉，15-20％的金属钼粉，3-5％的金属镍粉，2-5的金属锰粉。1-3％的铝镁合金，0.5-3的冰晶石，3-5％的石英，18-25％的金红石，0.3-5％的Al₂O₃，2-4％的锆英石，1-4％的Bi₂O₃，1-4％的氮化锰。