CN106695156A - 一种超级双相不锈钢药芯焊丝 - Google Patents

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俞华琴
吴伦发
罗茜
肖加华
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Abstract

本发明属于焊接材料技术，提出的超级双相不锈钢药芯焊丝，其采用普通E304L型不锈钢钢带，钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm，药芯的组成和重量百分比为：金属铬35‑40％，金属镍8‑11％，金属钼11‑20％，金属锰0‑2％，氮化锰5‑10％，二氧化钛15‑25％，长石2‑4％，稀土氟化物0.5‑2.5％。药芯粉剂重量占焊丝总重量的25‑27％。本发明的药芯焊丝采用二氧化碳作为焊接保护气体，焊丝用于焊接25Cr一类超级双相不锈钢结构，焊缝中铁素体比例45‑55％，PREN为41‑43，焊丝焊接工艺性优良。

Description

一种超级双相不锈钢药芯焊丝
技术领域
本发明属于焊接材料领域，涉及一种超级双相不锈钢药芯焊丝。
背景技术
超级双相不锈钢主要是指含铬在25％以上，PREN大于或等于40的双相不锈钢，超级不锈钢具有优良的综合性能，尤其有很好的耐腐蚀性能，主要用于海洋石油，天然气和石化行业的特种装备制作。
超级双相不锈钢的焊接材料包括焊条和药芯焊丝，国外的超级双相不锈钢药芯焊丝已发展成熟，但它们均采用富氩的混合气体作为焊接保护气体，我国主要采用纯二氧化碳作为不锈钢药芯焊丝焊接保护气体，限制了超级双相不锈钢焊接材料在我国的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有超级双相不锈钢焊接材料而提供一种可以采用二氧化碳作为焊接保护气体的超级双相不锈钢药芯焊丝，该超级双相不锈钢药芯焊丝可以用于25％Cr以上，PREN大于或等于40以上的超级双相不锈钢焊接，其性能满足相关标准规范要求，焊接成本低于国外同类焊丝，同时焊接电弧稳定，焊缝成型美观，飞溅小，脱渣性优良。焊丝应可以进行平焊、立焊、横焊等全位置焊接。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
超级双相不锈钢药芯焊丝，由药芯以及包裹在药芯外侧的不锈钢外皮构成，所述药芯由以下重量百分比原料制备而成：金属铬35-40％，金属镍8-11％，金属钼11-20％，金属锰0-2％，氮化锰5-10％，二氧化钛15-25％，长石2-4％，稀土氟化物0.5-2.5％；所述不锈钢外皮采用普通E304L型不锈钢钢带。
在本发明的一个优选实施例中，所述普通E304L型不锈钢钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm。
在本发明的一个优选实施中，所述药芯重量占占焊丝总重量的25-27％。
在本发明的一个优选实施例中，所述超级双相不锈钢药芯焊丝焊接时采用二氧化碳作为焊接时的保护气体。
本发明的普通E304L型不锈钢钢带化学成份如下表1，力学性能如下表2。
表1不锈钢钢带的主要成分(％)
表2不锈钢钢带力学性能
本发明可采用普通的不锈钢药芯焊丝生产设备和生产工艺制成，主要生产设备包括成型粗拉机组、精拉机组和分盘缠绕机。制造方法是由不锈钢钢带通过成型轧辊加工成U型槽，填入药芯，轧成管状，再经多道拉拔减径至要求线径，最后再经分盘缠绕。
本发明中的药芯组成决定了焊丝焊接时的工艺性能、熔敷金属力学性能和使用性能，以下就药芯中的主要组成的作用及限制原因简述如下：
本发明中，焊丝药芯中的金属铬、金属镍、金属钼、金属锰、氮化锰分别向焊缝过渡铬、镍、钼、锰、氮元素及脱氧作用，满足焊缝综合性能，尤其耐腐蚀性能，综合各材料焊接冶金过程中过渡系数，焊缝具体元素成分含量的要求，以及焊缝中铁素体比例和PREN要求，其在药芯中的重量百分比限制分别为金属铬35-40％，金属镍8-11％，金属钼11-20％，金属锰0-2％，氮化锰5-10％。
二氧化钛的主要作用是实现“短渣”特性，从而可保证焊丝全位置操作性能，其次还可增加电弧稳定性，二氧化钛含量控制适当，不但可稳定电弧，减少飞溅，而且可促进熔池金属铺展改善焊缝成形，。本发明中的二氧化钛的含量控制为15-25％。
本发明的长石主要成份二氧化硅、氧化铝、氧化钾和氧化钠，有助于造渣和提高焊接时电弧稳定性，提高焊接时的工艺性能。本发明中的长石的含量控制为2-4％。
本发明的稀土氟化物主要作用是减小焊接时的气孔敏感性，防止焊接缺陷的产生。本发明中的二氧化钛的含量控制为0.5-2.5％。
具体实施方式
实施例1：
超级双相不锈钢药芯焊丝，由药芯以及包裹在药芯外侧的不锈钢外皮构成，其中：
不锈钢外皮采用普通E304L型不锈钢钢带。普通E304L型不锈钢钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm。
该实施例的超级双相不锈钢药芯焊丝可采用普通的不锈钢药芯焊丝生产设备和生产工艺制成，主要生产设备包括成型粗拉机组、精拉机组和分盘缠绕机。制造方法是由不锈钢钢带通过成型轧辊加工成U型槽，填入药芯，轧成管状，再经多道拉拔减径至要求线径，最后再经分盘缠绕。
实施例2
超级双相不锈钢药芯焊丝，由药芯以及包裹在药芯外侧的不锈钢外皮构成，其中：
不锈钢外皮采用普通E304L型不锈钢钢带。普通E304L型不锈钢钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm。
该实施例的超级双相不锈钢药芯焊丝可采用普通的不锈钢药芯焊丝生产设备和生产工艺制成，主要生产设备包括成型粗拉机组、精拉机组和分盘缠绕机。制造方法是由不锈钢钢带通过成型轧辊加工成U型槽，填入药芯，轧成管状，再经多道拉拔减径至要求线径，最后再经分盘缠绕。
实施例3
超级双相不锈钢药芯焊丝，由药芯以及包裹在药芯外侧的不锈钢外皮构成，其中：
不锈钢外皮采用普通E304L型不锈钢钢带。普通E304L型不锈钢钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm。
该实施例的超级双相不锈钢药芯焊丝可采用普通的不锈钢药芯焊丝生产设备和生产工艺制成，主要生产设备包括成型粗拉机组、精拉机组和分盘缠绕机。制造方法是由不锈钢钢带通过成型轧辊加工成U型槽，填入药芯，轧成管状，再经多道拉拔减径至要求线径，最后再经分盘缠绕。
将本发明的超级双相不锈钢药芯焊丝用纯度99.98％以上的二氧化碳保护，按相关标准规范对上述实施例1、例2和例3提供的焊丝进行各项焊接试验，焊接工艺性能试验结果如下表3，熔敷金属力学性能试验结果如下表4：
表3焊接工艺性能
表4熔敷金属力学性能
上述实例的试验结果表明，本发明提供的超级双相不锈钢药芯焊丝在纯二氧化碳气体保护下焊接，焊接时电弧稳定，熔渣覆盖完全，飞溅小、脱渣良好，成型美观，手感轻松，工艺性能良好；立焊时熔池清晰，易于控制，全位置焊接性能良好；焊缝熔敷金属力学性能指标稳定；焊缝铁素体含量在45-55％，焊缝PREN大于40，耐腐蚀性能优良。可广泛应用于25Cr一类超级双相不锈钢结构的焊接。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.超级双相不锈钢药芯焊丝，由药芯以及包裹在药芯外侧的不锈钢外皮构成，其特征在于，所述药芯由以下重量百分比原料制备而成：金属铬35-40％，金属镍8-11％，金属钼11-20％，金属锰0-2％，氮化锰5-10％，二氧化钛15-25％，长石2-4％，稀土氟化物0.5-2.5％；所述不锈钢外皮采用普通E304L型不锈钢钢带。
2.如权利要求1所述的超级双相不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述普通E304L型不锈钢钢带的宽度和厚度分别为10mm和0.4mm。
3.如权利要求1所述的超级双相不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药芯重量占占焊丝总重量的25-27％。
4.如权利要求1所述的超级双相不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述超级双相不锈钢药芯焊丝焊接时采用二氧化碳作为焊接时的保护气体。
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