CN102909490A - 一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，属于焊接材料领域。其由药芯和外用不锈钢带组成，所述药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰1.95～2.5％，金属铬粉25.0～26.5％，金属镍粉20.0～22.5％，金属钼粉0.5～2.0％，氧化钇粉7.0～8.0%，金红石18.0～20.0％，石英1.0～2.0％，锆英砂1.0～2.0％，长石1.0～3.0％，萤石0.5～1.0％，硫酸铜0.5～1.5％，碳酸钙0.5～1.5％，其余为铁粉。采用本焊丝焊接的奥氏体钢焊缝的耐腐蚀性好，具有抗氧化性和良好的高温强度以及良好的耐热性能的优点。

Description

一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝
技术领域
本发明属于焊接材料领域，具体地说，涉及一种药芯焊丝，更具体地说，涉及一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝。
背景技术
不锈钢现在在人们的生活和生产中应用的越来越普遍，不锈钢已走进各行各业。
不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。不锈钢除了基本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜等合金元素，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢容易被氯离子腐蚀，因为铬、镍、氯是同位元素，同位元素会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀。不锈钢的种类有很多，不锈钢按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，按成分可分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
对于在高温或在严重腐蚀条件下，使用的不锈钢是全奥氏体不锈钢，即由单一奥氏体组织构成的不锈钢，尤其是Cr25Ni20合金系不锈钢应用最为普遍。奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9和Cr25Ni20等。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、耐蚀性能和无磁性，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等，另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷或风冷，以获得单相奥氏体组织。作为耐热钢使用最普遍的是Cr25Ni20。在高温条件下，Cr25Ni20具有抗氧化性和良好的高温强度以及良好的耐热性能。在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。最常见的0Cr25Ni20的成分如表1所示。
表1、0Cr25Ni20的成分
Figure 685101DEST_PATH_IMAGE001
不锈钢作为耐热钢使用时，不锈钢中要尽量减少铁素体的含量，因为铁素体的存在反而会损伤不锈钢的高温性能和耐腐蚀性能。但是不锈钢在焊接时焊缝很容易产生铁素体，所以要确保不锈钢的正常使用，首先要有良好的焊接质量保证。但是现有的焊丝在焊接奥氏体不锈钢时，往往焊缝会存在少量的铁素体，焊缝的耐腐蚀性差，存在抗氧化性和高温强度不高，以及耐热性能差的问题。
发明内容
要解决的问题
针对现有技术对于奥氏体不锈钢焊接，容易在焊缝生成铁素体，存在高温强度和耐腐蚀性能差的问题，本发明提供一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，专门用于焊接奥氏体不锈钢，尤其是适合Cr25Ni20合金系不锈钢。
技术方案  
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下。
一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，由药芯和外用不锈钢带组成，所述药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：1.95～2.5％，金属铬粉：25.0～26.5％，金属镍粉：20.0～22.5％，金属钼粉0.5～2.0％，氧化钇粉7～8%，金红石：18.0～20.0％，石英：1.0～2.0％，锆英砂：1.0～2.0％，长石：1.0～3.0％，萤石：0.5～1.0％，硫酸铜：0.5～1.5％，碳酸钙：0.5～1.5％，其余为铁粉。
优选的，所述药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：2.4％，金属铬粉：26.0％，金属镍粉：22.5％，金属钼粉2.0％，氧化钇粉7.8%，金红石：18.0％，石英：1.8％，锆英砂：1.0％，长石：3.0％，萤石：1.0％，硫酸铜：0.8％，碳酸钙：1.2％，其余为铁粉。
进一步的，所述外用不锈钢带和药粉各组分的硫含量均低于0.015％，磷含量低于0.020％。
进一步的，所述药芯焊丝的直径为1.2mm。
更进一步的，将所述的氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：6.0～7.5%。
有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
（1）本发明由药芯和外用不锈钢带组成，药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：1.95～2.50％，金属铬粉：25.0～26.5％，金属镍粉：20.0～22.5％，金属钼粉0.5～2.0％，氧化钇粉7.0～8.0%，金红石：18.0～20.0％，石英：1.0～2.0％，锆英砂：1.0～2.0％，长石：1.0～3.0％，萤石：0.5～1.0％，硫酸铜：0.5～1.5％，碳酸钙：0.5～1.5％，其余为铁粉，在这个组分范围内，适合焊接奥氏体不锈钢，尤其是适合Cr25Ni20不锈钢的焊接，焊缝组织为奥氏体，而且焊缝的耐腐蚀性好，具有抗氧化性和良好的高温强度以及良好的耐热性能；
（2）本发明给出了最佳的优选方案，药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：2.4％，金属铬粉：26.0％，金属镍粉：22.5％，金属钼粉2.0％，氧化钇粉7.8%，金红石：18.0％，石英：1.8％，锆英砂：1.0％，长石：3.0％，萤石：1.0％，硫酸铜：0.8％，碳酸钙：1.2％，其余为铁粉，这个组分比例是最佳比例，对奥氏体不锈钢进行焊接时，缺陷最少，焊接效果好；
（3）本发明的另一种技术方案是将氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：6.0～7.5%，氧化钇和氧化镧的加入都使得焊缝的韧性好，不易产生裂纹；
（4）本发明成本低、加工方便、焊接效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，由药芯和外用不锈钢带组成，药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：1.95％，金属铬粉：25.0％，金属镍粉：20.0％，金属钼粉0.5%，氧化钇粉8.0%，金红石：20.0％，石英：1.0％，锆英砂：2.0％，长石：1.0％，萤石：0.5％，硫酸铜：1.5％，碳酸钙：0.5％，其余为铁粉。外用不锈钢带和药粉各组分的硫含量均低于0.015％，磷含量低于0.020％。药芯焊丝的直径为1.2mm。焊接奥氏体不锈钢时采用小电流短电弧、不摆动或者小摆动的焊接工艺，经观察焊缝冷却组织为全奥氏体，具有良好的耐蚀性和抗氧化性，并且具有高温强度高和耐热性能良好的优点。
实施例2
一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，由药芯和外用不锈钢带组成，药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：2.4％，金属铬粉：26.0％，金进一步的，属镍粉：22.5％，金属钼粉2.0%，氧化钇粉7.8%，金红石：18.0％，石英：1.8％，锆英砂：1.0％，长石：3.0％，萤石：1.0％，硫酸铜：0.8％，碳酸钙：1.2％，其余为铁粉。外用不锈钢带和药粉各组分的硫含量均低于0.015％，磷含量低于0.020％。药芯焊丝的直径为1.2mm。焊接不锈钢时采用小电流短电弧、小摆动的焊接工艺，焊缝冷却组织为全奥氏体，并且焊缝的韧性好，没有产生裂纹；具有良好的耐蚀性和抗氧化性，并且具有高温强度高和耐热性能良好的优点。
实施例3
同实施例1，所不同的是将所述的氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：6.7%。
实施例4
同实施例1，所不同的是药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：2.5％，金属铬粉：26.5％，金属镍粉：21.5％，金属钼粉1.0%，氧化钇粉7.0%，金红石：19.3％，石英：2.0％，锆英砂：1.3％，长石：2.3％，萤石：0.8％，硫酸铜：0.5％，碳酸钙：1.5％，其余为铁粉。焊接不锈钢时采用小电流短电弧、小摆动的焊接工艺，焊缝冷却组织为全奥氏体。
实施例5
同实施例1，所不同的是将所述的氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：7.5%。
实施例6
同实施例4，所不同的是将所述的氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：6.0%。焊缝具有良好的韧性和耐腐蚀性，焊缝不易产生裂纹，焊缝热强度高。

Claims (5)

1.一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，由药芯和外用不锈钢带组成，其特征在于，所述药芯占焊丝总重量的31.5%，其中药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：1.95～2.5％，金属铬粉：25.0～26.5％，金属镍粉：20.0～22.5％，金属钼粉0.5～2.0％，氧化钇粉7.0～8.0%，金红石：18.0～20.0％，石英：1.0～2.0％，锆英砂：1.0～2.0％，长石：1.0～3.0％，萤石：0.5～1.0％，硫酸铜：0.5～1.5％，碳酸钙：0.5～1.5％，其余为铁粉。
2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯各组分占药芯的重量百分比为：金属锰：2.4％，金属铬粉：26.0％，金属镍粉：22.5％，金属钼粉2.0％，氧化钇粉7.8%，金红石：18.0％，石英：1.8％，锆英砂：1.0％，长石：3.0％，萤石：1.0％，硫酸铜：0.8％，碳酸钙：1.2％，其余为铁粉。
3.根据权利要求1或2所述的一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，其特征在于，所述外用不锈钢带和药粉各组分的硫含量均低于0.015％，磷含量低于0.020％。
4.根据权利要求1或2所述的一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径为1.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝，其特征在于，将所述的氧化钇粉替换为氧化镧粉，氧化镧粉的组分占药芯的重量百分比为：6.0～7.5%。
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