CN105945446B - 1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents

1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯的质量百分比由以下组分组成：金属铬40％‑50％，金属锰3％‑6％，钼2.5％‑5％，硅铁5％‑10％，镍16‑24％，其余为铁。本发明公开了其制备方法：将金属粉按比例配好，混合后烘干，添加到低碳钢钢带轧制成的U型槽、碾压闭合、拉拔、拉直，盘成圆盘，密封包装即可。本发明药芯焊丝焊缝成型美观，能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能和耐腐蚀性；焊后无需清理焊道，可进行连续施焊，提高了焊接生产率；焊丝制备方法简单，适用于自动焊机，适合批量化生产。

Description

1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型型药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
背景技术
1Cr12Ni2W1MoV不锈钢为马氏体不锈钢，属于马氏体不锈耐热钢，这类钢种铬的质量分数为11％-12％，含碳量为0.11％-0.77％，是在Cr13型马氏体不锈钢的基础上，加入了Mo、W、V、Nb等合金元素发展出来的Cr13型码实体不锈钢。
马氏体不锈钢主要有Cr13和Cr17型两种，铬在钢中的作用是多方面的，如提高钢的强度、淬透性等，但主要作用是提高钢的耐腐蚀性，只有铬含量大于12％时，才能显著提高机体的电极电位，从而提高钢的耐蚀性。
1Cr12Ni2W1MoV是含有钨、钼、钒、铌的马氏体不锈耐热钢，具有较好的韧性和抗氧化性，具有较高的热强性，在淡水和湿空气中具有较好的耐蚀性。可用来制造航空用不锈耐热钢零件、汽轮机叶片及高应力部件。
发明内容
本发明的目的是提供一种1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝成型美观，焊后无需清理，可连续施焊，且能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
本发明的另一个目的是提供一种1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉，按质量百分比由以下组分组成：金属铬40％-50％，金属锰3％-6％，钼2.5％-5％，硅铁5％-10％，镍16-24％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于：
外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为(w％)P≦0.009％，S≦0.008％。
该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为22％-26％。
该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
本发明所采用的另一个技术方案是，1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，金属铬40％-50％，金属锰3％-6％，钼2.5％-5％，硅铁5％-10％，镍16-24％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％-26％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
本发明的有益效果是，
1.本发明1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能和耐腐蚀性。
2.本发明1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊。
3.本发明1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，适用于自动焊机，具有较高的生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬40％-50％，金属锰3％-6％，钼2.5％-5％，硅铁5％-10％，镍16-24％，铁13％-25％，以上组分质量百分比之和为100％。外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为(w％)P≦0.009％，S≦0.008％。
该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为22％-26％。该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm
上述1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，金属铬40％-50％，金属锰3％-6％，钼2.5％-5％，硅铁5％-10％，镍16-24％，铁13％-25％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％-26％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
本发明1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-220A，电压为18-22V，保护气体为CO2、Ar或Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。
药芯中各组分的作用：
1、金属铬，硅铁，钼具有铁素体化的作用，使焊缝中有生成铁素体的趋势，锰具有奥氏体化的作用，使焊缝中有生成奥氏体的趋势，几者配合使用，是为了使焊缝中产生一定比例的铁素体与奥氏体。
2、金属铬还具有提高接头耐蚀性的作用，时焊接接头符合不锈钢的使用要求。
3、硅，锰有一定的脱氧作用，可以精华焊缝。此外，硅还具有抗回火软化作用，使焊缝在后续热处理过程中保持一定的强度。锰还具有提高焊缝淬透性的作用，使焊缝在冷却过程中全部转变为马氏体。
4、镍具有细化晶粒，提高焊缝韧性的作用。
5、铁用来补充剩余质量，使粉芯的质量达到100％。
实施例1
步骤1，金属铬45g，金属锰3g，钼3g，硅铁6g，镍18g，铁25g，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为24％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
实施例1所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190A，电压为22V，保护气体为CO2气体，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为823Mpa，屈服极限为675Mpa，断面收缩率52％，冲击功为120J。性能符合1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的使用要求。
实施例2
步骤1，金属铬50g，金属锰5g，钼4g，硅铁8g，镍20g，铁13g，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
实施例2所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180A，电压为22V，保护气体为CO2气体，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为811Mpa，屈服极限为663Mpa，断面收缩率54％，冲击功为125J。性能符合1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的使用要求。
实施例3
步骤1，金属铬45g，金属锰6g，钼4g，硅铁8g，镍22g，铁15g，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，时间为3h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为26％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
实施例3所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为200A，电压为21V，保护气体为CO2气体，气体流速为16L/min。焊接接头的抗拉强度为785Mpa，屈服极限为623Mpa，断面收缩率50％，冲击功为113J。性能符合1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的使用要求。
实施例4
步骤1，金属铬40g，金属锰6g，钼5g，硅铁9g，镍24g，铁16g，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，时间为2h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
实施例4所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为210A，电压为20V，保护气体为CO2气体，气体流速为18L/min。焊接接头的抗拉强度为789Mpa，屈服极限为654Mpa，断面收缩率58％，冲击功为129J。性能符合1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的使用要求。
实施例5
步骤1，金属铬50g，金属锰4g，钼3g，硅铁7g，镍16g，铁20g，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
实施例5所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为220A，电压为18V，保护气体为Ar气体，气体流速为16L/min。焊接接头的抗拉强度为775Mpa，屈服极限为637Mpa，断面收缩率53％，冲击功为137J。性能符合1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的使用要求。

Claims (12)

1.1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉，所述药芯按质量百分比由以下组分制成：所述药芯按质量百分比由以下组分制成：金属铬45％，金属锰3％，钼3％，硅铁6％，镍18％，铁25％，以上组分质量百分比之和为100％。
2.1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯按质量百分比由以下组分制成：金属铬50％，金属锰5％，钼4％，硅铁8％，镍20％，铁13％，以上组分质量百分比之和为100％。
3.1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯按质量百分比由以下组分制成：金属铬45％，金属锰6％，钼4％，硅铁8％，镍22％，铁15％，以上组分质量百分比之和为100％。
4.1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯按质量百分比由以下组分制成：金属铬40％，金属锰6％，钼5％，硅铁9％，镍24％，铁为16％，以上组分质量百分比之和为100％。
5.1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯按质量百分比由以下组分制成：金属铬50％，金属锰4％，钼3％，硅铁7％，镍16％，铁为20％，以上组分质量百分比之和为100％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为，以w％计，P≦0.009％，S≦0.008％。
7.根据权利要求1-5任一项任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝中药芯的填充率，以质量比计为22％-26％。
8.根据权利要求1-5任一项任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
9.根据权利要求1-5任一项任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝由以下方法制备：
步骤1，按以下比例称取原料：
金属铬45％，金属锰3％，钼3％，硅铁6％，镍18％，铁25％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬50％，金属锰5％，钼4％，硅铁8％，镍20％，铁13％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬45％，金属锰6％，钼4％，硅铁8％，镍22％，铁15％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬40％，金属锰6％，钼5％，硅铁9％，镍24％，铁为16％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬50％，金属锰4％，钼3％，硅铁7％，镍16％，铁为20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％-26％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝。
10.权利要求1-6任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，按以下比例称取原料：
金属铬45％，金属锰3％，钼3％，硅铁6％，镍18％，铁25％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬50％，金属锰5％，钼4％，硅铁8％，镍20％，铁13％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬45％，金属锰6％，钼4％，硅铁8％，镍22％，铁15％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬40％，金属锰6％，钼5％，硅铁9％，镍24％，铁为16％，以上组分质量百分比之和为100％；或
金属铬50％，金属锰4％，钼3％，硅铁7％，镍16％，铁为20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％-26％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝。
11.权利要求1-9任一项所述的1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝在焊接1Cr12Ni2W1MoV不锈钢中的用途。
12.一种焊接1Cr12Ni2W1MoV不锈钢的方法，以熔化极气体保护焊进行焊接，焊接条件为焊接电流为180A-220A，电压为18V-22V，保护气体为Ar或CO2气体，气体流速为15L/min-18L/min；焊接所用焊条如权利要求1-9任一项所述的金属型药芯焊丝。
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