CN111571063A - 超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。具体地说，本发明涉及的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15‑20重量份、金属镍粉6‑10重量份、金属锰粉4‑10重量份、金红石20‑25重量份、硅钙合金2‑4重量份、长石3‑6重量份、石英3‑5重量份、氟化稀土、铝镁合金2‑4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。本发明提供的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝可以很好地改善焊接工艺性，提高焊接效率，焊缝金属具有稳定且优良的‑196℃超低温冲击韧性。

Description

超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及一种不锈钢焊接用的药芯焊丝，特别涉及一种适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。本发明提供的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝可以很好地改善焊接工艺性，提高焊接效率，焊缝金属具有稳定且优良的超低温(-196℃)冲击韧性。

背景技术

随着现代工业和装备技术的发展，对不锈钢焊材除了要求常规的耐蚀、强度、抗氧化等性能外，有些场合还要求在超低温(-196℃)有良好的韧性，在非常低的工作温度下，能够有效防止脆性断裂事故的发生。比如在液化天然气设施的建造和安装中，涉及到大量管道系统，尤其是在超低温下使用的不锈钢管道系统的焊接。工程上一般要求-196℃冲击韧性≥30J。

面心立方晶格的奥氏体不锈钢由于具有优良的低温韧性，常被用作低温用钢。在超低温不锈钢结构的建造中，使用标准的超低碳奥氏体钢焊丝能获得满意、稳定的超低温冲击韧性，但是需要熔渣保护的其他焊接方法焊接后的焊缝金属不可避免的含有较高的非金属夹杂物，降低了焊缝金属的超低温冲击韧性。因此，普通的焊接材料不能满足超低温使用要求。

目前，针对超低温不锈钢的焊接，主要采用实心焊丝、焊条进行，实心焊丝存在效率低、成分调节困难等问题，焊条存在生产效率低、利用率低等缺点。个别厂家也开发出了超低温用不锈钢药芯焊丝，但普遍存在超低温冲击韧性不稳定、焊接工艺差等问题。

CN110014244A(申请号201910304823.6，机电)公开了一种可低温焊接不锈钢材料的焊丝，属于钢材焊接技术领域。所述焊丝由以下重量份的组分制成：Si 10～16份、Cr 12～28份、CaO 20～25份、Ni 5～12份、ZrO2 2～10份、NaF 10～20份、Na3AlF6 6～12份、Na2O1～3份、K2O 0.8～3份、Cu 0.3～2份、N 0.06～0.2份、S 0.3～0.6份、P 0.01～0.05份，余量为Fe和不可避免的杂质。据信该发明工艺设计合理，冷低温条件下具有较高强度和极优良低温塑性和韧性，可焊接不锈钢材料，且不易脆裂，使用寿命长。

CN102601547A(申请号201210067842.X，中江)公开了一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢的外皮和药芯，所述药芯的化学成分及含量占焊丝总重量的百分比为：Mn：0.6～1.75％，Si：0.9～1.1％，S：0.01～0.03％，P：0.03～0.04％，Cu：0.3～0.5％，Cr：19～20％，Ni：9.5～11％，Mo：0.5％。据信该发明具有耐点蚀性和低温韧性。

本发明人已经发现上述文献记载的焊丝难以满足本发明工况要求。

CN110524136A(申请号：201910839664.X，京群)公开了一种可热处理的超低温抗裂超高韧性奥氏体不锈钢焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂覆于焊芯外壁，药皮占焊条总重量的重量系数为0.4～0.6，(a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，焊芯的组分如下：C：0.006～0.010％；Si：0.10～0.25％；Mn：1.50～2.10％；Cr：18.0～20.5％；Ni：9.5～10.5％；P：0.008～0.012％；S：0.003～0.008％；Fe：余量；(b)药皮组成采用CaCO3-CaF2渣系，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：10～25％；碳酸钡：3～10％；氟化钙：8～16％；氟化钡：5～15％；氟化稀土：3～8％；冰晶石：10～20％；硅微粉：3～10％；金红石：5～10％；钛白粉：1～3％；电解锰：2～5％；稀土硅铁：1～3％；金属镍：2～6％；铝镁合金：0.5～2％；铁粉：5～10％；藻酸盐：0.5％～2.5％；所述药皮组分混合均匀后加入粘结剂。据信该发明焊条具有优异的焊接工艺性能，其熔敷金属的超低温冲击性能优异，其熔敷金属具有一定数量的FN，抗裂性优良，且经550±10℃*1～5h PWHT后-196℃冲击韧性均＞50J。

CN103042316A(申请号：201210558650.9，润之达)提出了一种不锈钢合金焊丝，即超低温奥氏体不锈钢实芯焊丝，可以保证焊缝金属的奥氏体组织达到99％以上，焊缝中心在77K下的冲击韧性可以达到100J左右，具有良好的低温韧性，其焊丝的合金成分为C：≤0.03％，Si：≤1.00％，Cr:18.0～26.0％，Ni：10～25％，Mo：0～5.5％，Mn：1.5～7.0％，N：0.05～0.25％，S≤0.015，P≤0.015％，RE：0～0.6％，余量为Fe。据信该发明可以广泛应用于超低温不锈钢压力容器和特殊结构的焊接技术领域。

CN108526750A(申请号：201810305967.9，兵器)公开了一种高强高韧高氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法，该焊丝的合金成分按重量百分比为：C<0.1％，S<0.02％，P<0.03％，Si：0.1-0.9％，Mn：5-21％，Cr：15-23％，Ni：0-8％，Mo：0-5％，N：0.2-0.95％，Fe为余量，其他杂质<0.1％；制备工艺为：感应炉冶炼外加电渣重熔→热锻→热轧→热处理→焊丝拉拔。据信该发明的焊丝成分配比科学合理，增加氮元素的含量，调整了锰元素含量，增加氮的固溶度，使得制备的焊丝焊接过程稳定，氢元素逸出量少，气孔缺陷少，焊接工艺性好，熔敷金属强度高，-40℃低温下仍表现出优良的冲击韧性，适用于高氮奥氏体不锈钢的焊接，特别是对低温冲击韧性有要求的奥氏体不锈钢的焊接，也可用于堆焊作为其他钢铁材料的耐蚀层。

CN107971657A(申请号201711202805.4，大西洋)公开了一种用于焊接SUS316L奥氏体不锈钢深冷低温储运容器、设备的气保护药芯焊丝及其制备方法，包括钢带和包裹于所述钢带内的药芯，所述药芯包括以下组分：天然金红石4.25-5.85重量份、石英砂0.8-1.9重量份、钛酸钠0.7-1.8重量份、氟化钠0.25-0.3重量份、煅烧α氧化铝0.125-0.275重量份、氮化铬铁0.025-0.15重量份、喷雾硅铁0.085-0.05重量份、电解锰1.05-1.45重量份、金属铬3.6-4.85重量份、雾化铁粉6.42-6.85重量份、镍粉1.9-2.5重量份、钼铁1.0-1.35重量份。据信该发明焊丝具有高效的半自动、自动焊接技术、高熔敷效率、低飞溅、成型美观和广泛的焊接电流、电压适应性强等优点。

CN106994570A(申请号201610955632.2，神户)公开了一种抗拉强度、低温下的韧性、抗缺陷性及抗热裂纹性优异的不锈钢药芯焊丝。一种不锈钢药芯焊丝，在焊丝总质量中，含有C：0.04质量％以下、Si：0.8质量％以下、Mn：0.5～5.0质量％、Cu：3.0质量％以下、Ni：13～33质量％、Cr：15～29质量％、Mo：2.0～6.0质量％、Nb：1.0质量％以下及N：0.08～0.25质量％，此外在所述焊剂中，以焊丝总质量计，还含有TiO2：4.0～12.0质量％、SiO2：0.05～3.0质量％、ZrO2：0.5～5.0质量％、Al2O3：2.0质量％以下、对于Bi化合物的Bi换算值：0.01质量％以下、对于碱金属化合物的碱金属换算值的合计：0.1～2.0质量％、以及对于氟化物的氟换算值：0.1～1.0质量％。

CN101596655A(申请号200910141093.9，神户)公开了一种不锈钢气电焊用药芯焊丝，其在由不锈钢构成的外皮中填充有焊剂，其中相对于焊丝总质量，含有Cr：22～28质量％、Ni：8～12质量％、CaF2：1.0～2.0质量％及Fe：55～70质量％，并且，将C含量规定在0.06质量％以下，将N含量规定在0.05质量％以下，在将Cr含量定为[Cr]，将Mo含量定为[Mo]，将Ni含量定为[Ni]，将C含量定为[C]，将N含量定为[N]时，根据下式计算出的Cr当量Eq(Cr)和Ni当量Eq(Ni)的比Eq(Cr)/Eq(Ni)为2.0～2.6，Eq(Cr)＝[Cr]+[Mo]，Eq(Ni)＝[Ni]+35×[C]+20×[N]。据信根据这一构成，即使在焊接极厚的不锈钢钢板时，也不会在坡口内发生未熔合和咬边，能够得到具有高强度及极低温环境下的高韧性的焊接金属。然而，本发明人已经发现，上述焊丝均存在某种或某些不足。

本申请人的授权专利CN103521951B公开了一种不锈钢焊接用的药芯焊丝，其由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉30-38重量份、金属镍粉6-15重量份、金属锰粉3-10重量份、金红石20-35重量份、硅铁1-6重量份、钛铁1-7重量份、长石2-10重量份、石英5-10重量份、氟化稀土1-5重量份、氮化金属粉1-5重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；该药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.25％，Si≤1.25％，Mn为1.0-3.0％，P≤0.05％，S≤0.05％，Ni为6.0-12.0％，Cr为22.0-30.0％，N为0.05-0.3％，Mo≤0.8％，Cu≤0.8％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。结果显示该发明药芯焊丝焊接的还原罐使用周期长，并且其所形成的熔敷金属的抗高温氧化能力和抗高温硫化腐蚀能力均具有优异效果。然而该焊丝的使用场合与本发明完全不同。

因此，本领域技术人员仍然期待有一种新的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，并且该种药芯焊丝呈现一种或者多种优异性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，并且该种药芯焊丝呈现一种或者多种优异性能。已经出人意料地发现，具有本发明组成的药芯焊丝显示出令人鼓舞的技术优点，例如，该焊丝具有优良的焊接工艺性能，其熔敷金属具有耐低温冲击的优良抗裂性。本发明基于此发现而得以完成。

本发明第一方面的提供了一种超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、

长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、

铝镁合金2-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份(即加入平衡量的铁粉使得该药芯粉的总重量为100重量份，在本发明中如有类似表述均表示此含义)。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-20重量份、金属镍粉7-10重量份、金属锰粉5-10重量份、金红石21-25重量份、硅钙合金3-4重量份、

长石4-6重量份、石英4-5重量份、氟化稀土2-3重量份、氮化金属铬粉3-5重量份、

铝镁合金3-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份(即加入平衡量的铁粉使得该药芯粉的总重量为100重量份，在本发明中如有类似表述均表示此含义)。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-19重量份、金属镍粉6-9重量份、金属锰粉4-9重量份、金红石20-24重量份、硅钙合金2-3重量份、

长石3-5重量份、石英3-4重量份、氟化稀土1-2重量份、氮化金属铬粉2-4重量份、

铝镁合金2-3重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份(即加入平衡量的铁粉使得该药芯粉的总重量为100重量份，在本发明中如有类似表述均表示此含义)。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的16～24％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、

长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、

铝镁合金2-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份(即加入平衡量的铁粉使得该药芯粉的总重量为100重量份，在本发明中如有类似表述均表示此含义)。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的17～23％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-19重量份、金属镍粉7-9重量份、金属锰粉5-9重量份、金红石21-24重量份、硅钙合金2.5-3.5重量份、

长石3.5-5.5重量份、石英3.5-4.5重量份、氟化稀土1.5-2.5重量份、氮化金属铬粉2.5-4.5重量份、铝镁合金2.5-3.5重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份(即加入平衡量的铁粉使得该药芯粉的总重量为100重量份，在本发明中如有类似表述均表示此含义)。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉以15～25％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉以16～24％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉以17～23％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉以18～22％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其具有本文任一实施例的组成。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其是超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其中所述的不锈钢带可以是任何材质组成的不锈钢，例如但不限于304L、316L、904L、317LMN、254SMO、654SMO型不锈钢、常规的奥氏体不锈钢，例如但不限于ZG3Cr24Ni7N钢、ZG3Cr24Ni7NRE钢等材质。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述外用不锈钢带和药芯粉各组分的硫含量均不高于0.05％，磷含量均不高于0.1％。从而至少使得所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成中P≤0.05％、S≤0.03％，例如P≤0.03％、S≤0.015％。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其中所述的不锈钢带经卷曲以形成中空条状物。该条状物内的空间用以填充所述的药芯粉。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.5-2.0％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径在0.5mm～5mm范围内，例如在0.8～2.5mm范围内，例如在0.8～2.0mm范围内，例如在0.8～1.5mm范围内，下面实施例中，实施例1所得药芯焊丝的直径为1.2mm，实施例2所得药芯焊丝的直径为0.8mm，实施例3所得药芯焊丝的直径为1.5mm，其余实施例和对照例所得药芯焊丝的直径为1.2mm，已经发现，对于直径在0.8mm～1.5mm范围内对本发明药芯焊丝性能参数考察无影响。

根据本发明第一方面的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其是按包括以下步骤的方法制备得到的：

(1)按照所述药芯组成配置好药芯粉末，将不锈钢带轧成U形，向U形槽内加入药芯粉末；

(2)将U形槽合口后，依次进行轧制成型、连续拉拔减径处理，得到焊丝；

(3)对焊丝表面进行机械清理，得到药芯焊丝的最终产品。

进一步地，本发明第二方面提供了制备药芯焊丝例如本发明第一方面任一方案所述药芯焊丝的方法，其特征在于，所述药芯焊丝由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、

长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；

该方法包括以下步骤：

(1)按照所述药芯组成配置好药芯粉末，将不锈钢带轧成U形，向U形槽内加入药芯粉末；

(2)将U形槽合口后，依次进行轧制成型、连续拉拔减径处理，得到焊丝；

(3)对焊丝表面进行机械清理，得到药芯焊丝的最终产品。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝由由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-20重量份、金属镍粉7-10重量份、金属锰粉5-10重量份、金红石21-25重量份、硅钙合金3-4重量份、

长石4-6重量份、石英4-5重量份、氟化稀土2-3重量份、氮化金属铬粉3-5重量份、铝镁合金3-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝由由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-19重量份、金属镍粉6-9重量份、金属锰粉4-9重量份、金红石20-24重量份、硅钙合金2-3重量份、

长石3-5重量份、石英3-4重量份、氟化稀土1-2重量份、氮化金属铬粉2-4重量份、铝镁合金2-3重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的16～24％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、

长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的17～23％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-19重量份、金属镍粉7-9重量份、金属锰粉5-9重量份、金红石21-24重量份、硅钙合金2.5-3.5重量份、

长石3.5-5.5重量份、石英3.5-4.5重量份、氟化稀土1.5-2.5重量份、氮化金属铬粉2.5-4.5重量份、铝镁合金2.5-3.5重量份、

和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉以15～25％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉以16～24％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉以17～23％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯粉以18～22％的填充率填充在不锈钢钢带内。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝具有下文任一实施例的组成。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝是超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，其中所述的不锈钢带可以是任何材质组成的不锈钢，例如但不限于304L、316L、904L、317LMN、254SMO、654SMO型不锈钢、常规的奥氏体不锈钢，例如但不限于ZG3Cr24Ni7N钢、ZG3Cr24Ni7NRE钢等材质。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述外用不锈钢带和药芯粉各组分的硫含量均不高于0.05％，磷含量均不高于0.1％。从而至少使得所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成中P≤0.05％、S≤0.03％，例如P≤0.03％、S≤0.015％。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述的不锈钢带经卷曲以形成中空条状物。该条状物内的空间用以填充所述的药芯粉。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.5-2.0％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

根据本发明第二方面任一方案的方法，其特征在于，所述药芯焊丝的直径在0.5mm～5mm范围内，例如在0.8～2.5mm范围内，例如在0.8～2.0mm范围内，例如在0.8～1.5mm范围内。

在本发明上述制备方法的步骤中，虽然其描述的具体步骤在某些细节上或者语言描述上与下文具体实施方式部分的制备例中所描述的步骤有所区别，然而，本领域技术人员根据本发明全文的详细公开完全可以概括出以上所述方法步骤。

本发明的任一方面的任一实施方案，可以与其它实施方案进行组合，只要它们不会出现矛盾。此外，在本发明任一方面的任一实施方案中，任一技术特征可以适用于其它实施方案中的该技术特征，只要它们不会出现矛盾。下面对本发明作进一步的描述。

本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。

如本发明所使用的，氟化稀土(rare earth fluoride)是一种略带红色的白色粉末。其由氢氧化稀土或氯化稀土水溶液与氢氟酸反应而得。通常而言，其熔点1460℃、沸点2300℃。通常不溶于水、盐酸、硝酸、硫酸、能溶于高氯酸。可用于电影弧光碳棒、探照灯碳棒等的发光材料及钢铁添加剂等。氟化稀土可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的氟化稀土均是从市场上购得的。

如本发明所使用的，金红石是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95％以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。

如本发明所使用的，氮化金属铬粉通常亦称为氮化铬，是一种本领域容易获得例如通常商业途径购得的氮化金属粉。在本发明中，基于期望使用本发明药芯焊丝在施焊后之其获得熔敷金属的组成要求，可以适当地选择具体氮化金属粉的种类、规格和用量。

如本发明所使用的，长石和石英均具有本领域公知的含义，它们都是本领域技术人员在制备焊接材料中常用的矿物原料，并且均可以容易地从市场购得。

奥氏体不锈钢(austenite)是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18％、Ni 8％～25％、C约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。奥氏体不锈钢具有无磁、高韧性、高可塑性、高强度的特点。

奥氏体不锈钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03％或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢对浓硝酸具有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。奥氏体不锈钢生产工艺性能良好，特别是铬镍奥氏体不锈钢，采用生产特殊钢的常规手段可以顺利地生产出各种常用规格的板、管、带、丝、棒材以及锻件和铸件。由于合金元素(特别是铬)含量高而碳含量又低，多采用电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产这类不锈钢材，对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼，必要时加电渣重熔。

铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工，钢锭加热温度为1150～1260℃，变形温度范围一般为900～1150℃，含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温，而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差，保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强，钢锭开坯时要小变形、多道次，锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱，一次退火后冷变形量可以达到70％～90％，但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大，加工硬化倾向强，应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050～1100℃水冷。

奥氏体不锈钢也可生产铸件。为了提高钢液的流动性，改善铸造性能，铸造钢种合金成分应有所调整：提高硅含量，放宽铬、镍含量的区间，并提高杂质元素硫的含量上限。

奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理，以便最大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中，同时也使组织均匀化及消除应力，从而保证优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050～1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定：无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃)，而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080～1150℃)。生产中广泛采用先进技术，如炉外精炼率达到95％以上，连铸比超过80％，高速轧机和精、快锻机等普遍推广。特别是在冶炼和加工过程中实现电子计算机控制，保证了产品质量和性能的可靠和稳定。

硅钙合金(silicon-calcium alloys)是以硅石、石灰和焦炭为原料，经过1500-1800度强还原气氛中获得的。硅钙合金是由硅和钙组成的二元合金，属铁合金范畴。它的主成分为硅和钙，还含有不同数量的铁、铝、碳、硫和磷等杂质。钢铁工业用作钙添加剂、脱氧剂、脱硫剂和非金属夹杂物的变性剂。铸铁工业用作孕育剂和变性剂。由于钙与钢液中的氧、硫、氢、氮和碳等有较强的亲和力，所以硅钙合金主要用于钢液的脱氧、除气和固定硫。硅钙加入钢液后产生强烈的放热效应。钙在钢液中变成钙蒸气，对钢液产生搅拌作用，对非金属夹杂上浮有利。硅钙合金脱氧后，产生颗粒较大且易于上浮的非金属夹杂，同时还改变非金属夹杂的形状和性质。故硅钙合金用于生产洁净钢，氧、硫含量低的优质钢，以及氧、硫含量特低的特殊性能钢。添加硅钙合金可以消除用铝作终脱氧剂的钢在钢包水口的结瘤，和连续铸钢|炼铁的中间罐水口堵塞等问题。在钢的炉外精炼技术中，用硅钙粉剂或芯线进行脱氧、脱硫，使钢中氧和硫的含量降到很低；还可控制钢中硫化物形态，同时提高钙的利用率。在铸铁生产中，硅钙合金除脱氧和净化作用外，还起孕育作用，有助于形成细粒或球状石墨；使灰口铸铁中石墨分布均匀，降低白口倾向；且能增硅、脱硫，改善铸铁质量。

铝镁合金的主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。以Mg为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。目前铝镁合金在各工业领域广泛应用，例如电子产品、汽车和摩托车等交通工具零部件高档建筑装饰材料。铝镁合金还作为铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。

本发明药芯焊丝典型的空间结构如图1所示，图1显示了本发明焊丝的剖面结构。具体地说，本发明药芯焊丝11由管状的外皮11a及被填充在外皮11a的内部的焊剂11b构成。外皮11a是不锈钢。图1中显示了a、b、c、d四种不锈钢带包裹药芯粉的典型方式。上述管状的外皮11a即可以是由本发明所述不锈钢带卷曲形成。

根据本发明任一方面的药芯焊丝，其中所述药芯粉中还包含0.5％～1.0％的碳酸锂。根据本发明任一方面的药芯焊丝，其在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含0.01-0.04％锂。根据本发明任一方面的药芯焊丝，其在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，锂0.01-0.04％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。已经出人意料的发现，在本发明基本组成的药芯焊丝中添加少许锂盐后可以显著提高焊接工件的超低温韧性。

特别地，采用本发明的药芯焊丝产品用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其焊缝金属的耐氧化、耐硫化、耐腐蚀性能强，具有良好的抗裂性，焊接效率高，焊接性能好，可提高焊缝接头的高温持久性能，从而延长了焊件的使用寿命。尤其是使用本发胆的药芯焊丝施焊所得焊缝金属具有优良的超低温冲击韧性。

本发明的另一特点在于，本发明的药芯焊丝可以适用多种焊接保护气体。其可适用于100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar以及加入少量惰性气体的富氩气体等。而且，采用本发明的药芯焊丝，在使用不同的焊接保护气体的情况下，其焊接所形成的焊缝金属均具有良好的性能，满足工件的使用条件。

已经出人意料地发现，本发明所获得的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，特别适用于需要在超低温环境中使用的不锈钢的焊接。

附图说明

图1显示了本发明焊丝的剖面结构

具体实施方式

通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。以下实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明。

以下各实施例和对照例，如无另外说明，均照以下方法制备

(1)按照所述药芯组成配置好药芯粉末，将厚度0.4mm、宽度10mm的不锈钢带轧成U形，向U形槽内加入药芯粉末，药芯粉末填充率分别见各实例；

(2)将U形槽合口后，依次进行轧制成型、连续拉拔减径处理，得到焊丝；

(3)对焊丝表面进行机械清理，得到药芯焊丝的最终产品。

实施例1：制备药芯焊丝

将药芯粉以20％的填充率填充在不锈钢带(304L不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

17％的金属铬粉，10％的金属镍粉，10％的金属锰粉，23％的金红石，4％的硅钙合金，

6％的长石，5％的石英，2％的氟化稀土，2％的氮化金属铬粉，2％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；且用100％CO₂气体对304L不锈钢施焊后熔敷金属化学成分质量百分比为：C：0.023％，Si：0.067％，Mn：1.92％，P：0.023％，S：0.009％，Ni：10.90％，Cr：18.10％，N：0.03％，其余为Fe(和任选的不可避免的杂质)；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例2：制备药芯焊丝

将药芯粉以22％的填充率填充在不锈钢带(316L不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

20％的金属铬粉，9％的金属镍粉，7％的金属锰粉，20％的金红石，3％的硅钙合金，

3％的长石，4％的石英，3％的氟化稀土，3％的氮化金属铬粉，3％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；且用100％CO₂气体对304L不锈钢施焊后熔敷金属化学成分质量百分比为：C：0.021％，Si：0.062％，Mn：1.78％，P：0.022％，S：0.011％，Ni：10.50％，Cr：18.70％，N：0.04％，其余为Fe(和任选的不可避免的杂质)；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例3：制备药芯焊丝

将药芯粉以23％的填充率填充在不锈钢带(904L不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

15％的金属铬粉，6％的金属镍粉，4％的金属锰粉，25％的金红石，2％的硅钙合金，

5％的长石，3％的石英，1％的氟化稀土，5％的氮化金属铬粉，3％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；且用100％CO₂气体对304L不锈钢施焊后熔敷金属化学成分质量百分比为：C：0.020％，Si：0.063％，Mn：1.51％，P：0.023％，S：0.011％，Ni：10.20％，Cr：19.20％，N：0.055％，其余为Fe(和任选的不可避免的杂质)；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例4：制备药芯焊丝

将药芯粉以25％的填充率填充在不锈钢带(304L不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

15％的金属铬粉，8.5％的金属镍粉，4％的金属锰粉，22％的金红石，2％的硅钙合金，

5％的长石，4％的石英，1％的氟化稀土，4.5％的氮化金属铬粉，2.5％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例5：制备药芯焊丝

将药芯粉以15％的填充率填充在不锈钢带(ZG3Cr24Ni7NRE不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

20％的金属铬粉，8％的金属镍粉，9％的金属锰粉，23％的金红石，4％的硅钙合金，

4％的长石，4.5％的石英，3％的氟化稀土，2.5％的氮化金属铬粉，3.5％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例6：制备药芯焊丝

将药芯粉以17％的填充率填充在不锈钢带(ZG3Cr24Ni7N不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

16％的金属铬粉，9％的金属镍粉，5％的金属锰粉，25％的金红石，3％的硅钙合金，

3.5％的长石，3.5％的石英，2％的氟化稀土，4％的氮化金属铬粉，3.75％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例7：制备药芯焊丝

将药芯粉以23％的填充率填充在不锈钢带(654SMO不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

19％的金属铬粉，7％的金属镍粉，8％的金属锰粉，20％的金红石，2.5％的硅钙合金，

5.5％的长石，4％的石英，1.5％的氟化稀土，5％的氮化金属铬粉，2.25％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例8：制备药芯焊丝

将药芯粉以21％的填充率填充在不锈钢带(254SMO不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

18％的金属铬粉，10％的金属镍粉，6％的金属锰粉，21％的金红石，3.5％的硅钙合金，

5％的长石，3％的石英，2.5％的氟化稀土，2％的氮化金属铬粉，3％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例9：制备药芯焊丝

将药芯粉以19％的填充率填充在不锈钢带(317LMN不锈钢)内，所含的药芯质量百分比成分组成如下：

17％的金属铬粉，6％的金属镍粉，7％的金属锰粉，24％的金红石，3％的硅钙合金，

4％的长石，5％的石英，2.2％的氟化稀土，3％的氮化金属铬粉，3.2％的铝镁合金，

其余为铁粉使添加至100％。

经药芯焊丝生产线轧、拉拔到药芯焊丝之后，该药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

实施例10：制备药芯焊丝

分别参照本文实施例1～9的原材料和制法制备药芯焊丝，不同的仅是在参照实施例1～3时的药芯组成中分别添加0.5％、0.75％、1.0％的碳酸锂，分别在参照实施例4～9时的药芯组成中分别添加0.75％的碳酸锂，得到9种药芯焊丝(如此参照实施例1所得焊丝可称为实施例101焊丝，类似地分别参照实施例2～9所得焊丝可分别称为实施例102～109焊丝)。将实施例10所得各药芯焊丝采用多种保护气体(100％CO₂气体、80％Ar+20％CO₂混合气体、100％Ar三者)对多种不锈钢(304L、316L、904L三者)进行施焊，焊丝施焊后熔敷金属化学成分质量百分比均在如下范围内：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，锂0.01-0.04％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质；例如实施例101焊丝用100％CO₂气体对304L不锈钢施焊后熔敷金属化学成分质量百分比为：C：0.023％，Si：0.067％，Mn：1.92％，P：0.023％，S：0.009％，Ni：10.90％，Cr：18.10％，N：0.03％，锂0.023％其余为Fe(和任选的不可避免的杂质)；各种组合施焊所形成的各种焊缝，成形美观，焊缝金属各项性能优良。

本领域技术人员公知，焊缝金属的性能通常与熔敷金属化学成分有关，而熔敷金属化学成分取决于焊条本身的组成。因此，在本文下面的各种试验中，仅提供使用100％CO2气体作为保护气体采用本发明各实施例和/或对比例所得焊丝对304L不锈钢进行施焊的熔敷金属的测试结果。

对比例1：照CN110524136A之实施例1的配料和方法制备得到焊丝。对比例2：照CN103042316A之实施例2的配料和方法制备得到焊丝。对比例3：照CN108526750A之实施例1的配料和方法制备得到焊丝。对比例4：照CN107971657A之实施例1的配料和方法制备得到焊丝。对比例5：照CN106994570A之实施例1的配料(调整使Li为0.025％)和方法制备得到焊丝。对比例6：照CN101596655A之【表3-1】涉及的NO.1的配料和方法制备得到焊丝。对比例7：照CN103521951B之实施例1的配料和方法制备得到焊丝。

试验例1：熔敷金属的抗硫化腐蚀能力考察

不锈钢系统抗硫化腐蚀是一项重要的性能，尤其是例如在液化天然气设施的建造和安装中，涉及到大量管道系统，尤其是在超低温下使用的不锈钢管道系统的焊接，这些不锈钢管道系统一方面会面临超低温使用环境，一方面其填充介质例如液化天然气中具有例如硫等腐蚀性成分，因此对熔敷金属的抗硫化腐蚀能力进行考察是非常有必要的。参照GB/T 4334.5不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法，以高温加速的条件进行抗硫化腐蚀能力考察。

试验方法：以高温加速的条件进行1200℃高温硫化腐蚀试验。在管式炉中加热试样。试样尺寸为100mm×50mm×50mm。进行高温硫化腐蚀试验时，将硫磺置于管式炉中温度为400℃的区域，使管内产生稳定的含硫气氛。试样放入后，密封管式炉两端，试样在1200℃的含硫气氛中进行腐蚀试验。经和硫化腐蚀试验后的试样，用不连续称重法称量加热不同时间后的试样，并按下式计算出试样的失重率：失重率(％)＝失重量/试样表面积。1200℃高温硫化腐蚀试验加热10h后测定失重率。同条件下共作3组试样，取其平均值。供试样品：上文实施例1至实施例10共18个药芯焊丝、以及对比例1至对比例7共7个药芯焊丝，经100％CO₂气体为保护气体对316L不锈钢进行焊接，得到共计25个熔敷金属试样。

抗硫化腐蚀试验结果：在1200℃含硫气氛中的高温硫化腐蚀10h后测定失重率。实施例1至实施例10之18个药芯焊丝所得熔敷金属试样的失重率均在19～31g/平方米范围内，例如实施例1和实施例101两个药芯焊丝所得熔敷金属试样的失重率分别为23.2g/平方米和26.3g/平方米；对比例7药芯焊丝所得熔敷金属试样的失重率为22.7g/平方米；对比例1～6各药芯焊丝所得熔敷金属试样的失重率均在142～187g/平方米范围内，例如对比例1药芯焊丝所得熔敷金属试样的失重率为157.3g/平方米。这表明本发明药芯焊丝所得熔敷金属试样具有优良的耐硫化腐蚀效果。

试验例2：焊件的摆锤冲击试验

照GB/T 229方法进行熔敷金属的V切口摆锤冲击试验。本领域技术人员公知，如果0.2％屈服强度为280[N/平方毫米]以上、抗拉强度为580[N/平方毫米]以上、吸收能为30J以上，则各性能的项目判定为良好。此外，众所周知的，在GB/T 229方法条件下，尽管吸收能越大则产品的性能越理想，但是药芯焊丝熔敷金属在-196℃下的冲击功极难超过50J。结果：实施例1～10以及对比例1～7全部药芯焊丝所得熔敷金属试样的0.2％屈服强度均在293～328[N/平方毫米]范围内，各试样之间未见有明显区别，例如实施例1和实施例101的0.2％屈服强度分别为296[N/平方毫米]和317[N/平方毫米]；实施例1～9以及对比例1～7全部药芯焊丝所得熔敷金属试样的吸收能均在24～28J范围内，例如对比例7吸收能为26.3J，实施例10全部药芯焊丝所得熔敷金属试样的吸收能均在39～44J范围内，例如实施例101吸收能为41.7J，这一结果表明在超低温冲击韧性方面实施例10药芯焊丝所得熔敷金属试样显著优于其它药芯焊丝，这一结果是由于在本发明配料组成条件下添加锂造成的；实施例1～10以及对比例1～7全部药芯焊丝所得熔敷金属试样的抗拉强度均在588～632[N/平方毫米]范围内，各试样之间未见有明显区别，例如实施例1和实施例101的抗拉强度分别为603[N/平方毫米]和626[N/平方毫米]。

试验例3：药芯焊丝的焊接工艺性

使用本实施例所得药芯焊丝进行相应焊接，焊接电流150～230A结果显示各药芯焊丝的焊接工艺性能优良，在v型坡口对接板上焊接未出现气孔，T形角焊缝试验未出现裂纹。具体地说，实施例1～10全部试样焊接的电弧均为稳定、飞溅均为细小、脱渣性均优等、焊缝成型性均优等、气孔数量(每10平方厘米焊接区出现的气孔数量)均为0个、T-形角焊缝抗裂(每10厘米焊道中出现的裂纹数量，无裂纹即裂纹数量为0)均为无裂纹。实施例1～10全部药芯焊丝试样都具有操作性优异、优良的焊缝成形、焊缝金属优良的性能。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。

2.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

3.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-20重量份、金属镍粉7-10重量份、金属锰粉5-10重量份、金红石21-25重量份、硅钙合金3-4重量份、长石4-6重量份、石英4-5重量份、氟化稀土2-3重量份、氮化金属铬粉3-5重量份、铝镁合金3-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；

或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-19重量份、金属镍粉6-9重量份、金属锰粉4-9重量份、金红石20-24重量份、硅钙合金2-3重量份、长石3-5重量份、石英3-4重量份、氟化稀土1-2重量份、氮化金属铬粉2-4重量份、铝镁合金2-3重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；

或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的16～24％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；

或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的17～23％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-19重量份、金属镍粉7-9重量份、金属锰粉5-9重量份、金红石21-24重量份、硅钙合金2.5-3.5重量份、长石3.5-5.5重量份、石英3.5-4.5重量份、氟化稀土1.5-2.5重量份、氮化金属铬粉2.5-4.5重量份、铝镁合金2.5-3.5重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。

4.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，

所述药芯粉以15～25％的填充率填充在不锈钢钢带内；

所述药芯粉以16～24％的填充率填充在不锈钢钢带内；

所述药芯粉以17～23％的填充率填充在不锈钢钢带内；

所述药芯粉以18～22％的填充率填充在不锈钢钢带内；

其具有本文任一实施例的组成；

其是超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝；和/或

其中所述的不锈钢带可以是任何材质组成的不锈钢，例如但不限于304L、316L、904L、317LMN、254SMO、654SMO型不锈钢、常规的奥氏体不锈钢，例如但不限于ZG3Cr24Ni7N钢、ZG3Cr24Ni7NRE钢等材质。

5.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，

所述外用不锈钢带和药芯粉各组分的硫含量均不高于0.05％，磷含量均不高于0.1％；和/或

所述的不锈钢带经卷曲以形成中空条状物。

6.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.0-2.5％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

7.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝在施焊后所得熔敷金属的化学组成包含：C≤0.025％，Si≤0.8％，Mn为1.5-2.0％，P≤0.03％，S≤0.015％，Ni为10.0-11.0％，Cr为18.0-20.0％，N为0.02-0.06％，以及余量的Fe和任选的不可避免的杂质。

8.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径在0.5mm～5mm范围内，例如在0.8～2.5mm范围内，例如在0.8～2.0mm范围内，例如在0.8～1.5mm范围内。

9.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，其是按包括以下步骤的方法制备得到的：

(1)按照所述药芯组成配置好药芯粉末，将不锈钢带轧成U形，向U形槽内加入药芯粉末；

(2)将U形槽合口后，依次进行轧制成型、连续拉拔减径处理，得到焊丝；

(3)对焊丝表面进行机械清理，得到药芯焊丝的最终产品。

10.制备权利要求1～9任一项所述药芯焊丝的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按照所述药芯组成配置好药芯粉末，将不锈钢带轧成U形，向U形槽内加入药芯粉末；

(2)将U形槽合口后，依次进行轧制成型、连续拉拔减径处理，得到焊丝；

(3)对焊丝表面进行机械清理，得到药芯焊丝的最终产品。

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