CN112643243A

CN112643243A - 一种不锈钢药芯焊丝

Info

Publication number: CN112643243A
Application number: CN202011380622.3A
Authority: CN
Inventors: 冯素英; 程付朋; 许慧敏
Original assignee: Shandong Juli Welding Co Ltd
Current assignee: Shandong Juli Welding Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: CN112643243B

Abstract

本发明提供一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢钢带和药芯，所述药芯填充于所述不锈钢钢带中，所述药芯包括以下组分及各组分的质量百分比为：0.7～1.4％的氟化物、0.8～1.5％的钾钠稳弧剂、0.3～0.8％的石墨烯、2～3％的锰硅合金、5～10％的铬粉、2～5％的硅铁、9～14％的钛铁及余量为铁粉。所述不锈钢药芯焊丝焊接时电弧柔和稳定，焊接后焊缝成形美观、飞溅小、焊缝不存在小气孔，同时焊缝金属具有优良的耐磨、耐腐蚀、耐高温性能。

Description

一种不锈钢药芯焊丝

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种不锈钢药芯焊丝。

背景技术

不锈钢已被广泛应用于汽车各个零部件中，其中，汽车排气系统的不锈钢用量占到汽车不锈钢应用总量的一半以上。随着汽车发动机性能的提高，排气规则的严格化，发动机排出的气体温度越来越高。因此，汽车行业要求排气系统的部件具有优良的耐热性和耐蚀性，同时还要求尽量轻量化。而不锈钢的应用适应此发展的需要，不锈钢的广泛应用带动了不锈钢焊接材料的发展，尤其是不锈钢药芯焊丝的发展。

目前，药芯焊丝的生产技术已成熟，但由于药芯焊丝配方的局限性，导致不锈钢药芯焊丝在焊接过程中不能满足大电流、高效率的焊接要求；而且在大电流焊接时飞溅大、烟雾大，焊缝金属易出现夹杂、未熔合、咬边等焊接缺陷；不锈钢药芯焊丝焊缝的防腐能力较差，因此亟需开发一种耐高温、耐腐蚀的不锈钢药芯焊丝。

发明内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本发明提供一种不锈钢药芯焊丝，其焊接后的熔敷金属具有良好的耐高温性及抗腐蚀性能，而且焊接电弧柔和稳定、飞溅少，焊缝成形美观，送丝稳定，具有优良的焊接工艺性能，可用于解决不锈钢药芯焊丝焊缝耐高温性差、防腐能力差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢钢带和药芯，所述药芯填充于所述不锈钢钢带中，所述药芯包括以下组分及各组分的质量百分比为：

于本发明的一实施例中，所述药芯中各组分的粒径为60～80目。

于本发明的一实施例中，所述药芯的填充量是所述不锈钢药芯焊丝总重量的 18～25％。

于本发明的一实施例中，所述不锈钢药芯焊丝的直径为1.0～1.6毫米(mm)。

于本发明的一实施例中，所述氟化物为氟化稀土。

于本发明的一实施例中，所述钾钠稳弧剂为钛酸钾和钛酸钠的组合物，其中，所述钛酸钾的质量是钾钠稳弧剂总质量的50～80％，所述钛酸钠的质量是所述钾钠稳弧剂总质量的20～50％。

于本发明的一实施例中，所述硅锰合金中锰(Mn)含量为62～67wt％，硅(Si)含量为20～23wt％，碳(C)含量小于或等于0.2wt％，余量为铁(Fe)及其他不可避免的杂质。

于本发明的一实施例中，所述硅铁中的Si含量大于或等于72wt％，C含量为小于或等于0.1wt％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

于本发明的一实施例中，所述钛铁中的钛(Ti)含量为25～35wt％，Si含量小于或等于4.5wt％，C含量小于或等于0.1wt％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

于本发明的一实施例中，所述不锈钢钢带为SUS430不锈钢，所述不锈钢钢带的厚度 *宽度为0.3*10mm。

药芯中各组分的作用如下：

氟化物：除氢，净化晶粒，改善焊缝组织，提高焊缝的韧性。

钾钠稳弧剂：主要作用为提高电弧的稳定性，降低飞溅。

石墨烯：造气、脱氧，向焊缝中过渡C元素，由于其比表面积较大有利于导电，增加粉料的流动性。

锰硅合金：脱氧，向焊缝金属中过渡合金元素。

铬粉：向焊缝金属中过渡合金元素。

硅铁：脱氧，向焊缝金属中过渡合金元素，还可降低熔滴的表面张力，并改善熔池流动。

钛铁：脱氧、向焊缝金属中过渡合金元素。

如上所述，本发明提供一种不锈钢药芯焊丝，通过调整药芯的组分、各组分之间的比例以及不锈钢带成分含量，使得焊接电弧柔和稳定、送丝稳定，焊丝焊接后焊缝成形美观、飞溅小、焊缝不存在小气孔，同时焊缝金属具有优良的耐磨、耐腐蚀、耐高温性能；所述药芯组分中充分保证铬含量，增加钛铁及铁粉比例，提高焊缝金属的铁素体含量及提高熔敷效率；药芯中的钛，可以优先与碳形成碳化物或氮化物，从而减少碳氮引起的危害。本发明的不锈钢药芯焊丝具有优良的焊接工艺性能，尤其适合汽车排气系统和汽车消音器焊接。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1显示为本发明不锈钢药芯焊丝的制备方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

注意，如没有特别说明，本文中描述所示的“％”和“wt％”指“质量％”。

本发明提供一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢钢带和药芯，药芯填充于不锈钢带中，药芯包含以下组分及各组分的质量百分比为：0.7～1.4％的氟化物、0.8～1.5％的钾钠稳弧剂、0.3～0.8％的石墨烯、2～4％的锰硅合金、5～10％的铬粉、2～5％的硅铁、9～14％的钛铁、余量为铁粉，上述各组分的总质量百分比的合计总量为100％。

其中药芯中的氟化物为氟化稀土，例如可为氟化铈；钾钠稳弧剂为钛酸钾与钛酸钠的组合物，钛酸钾的质量是钾钠稳弧剂总重量的50～80％，钛酸钠的质量是钾钠稳弧剂总质量的20～50％，例如，钛酸钾的质量是钾钠稳弧剂总重量的60％，钛酸钠的质量是钾钠稳弧剂总质量的40％；石墨烯为工业级，是由纳米碳素制成，纯度为99％以上，粒度为5～10纳米(nm)；锰硅合金中的Mn含量为62～67wt％、Si含量为20～23wt％，C含量≤0.2 wt％，余量为Fe粉及其他不可避免的杂质；铬粉的纯度≥99％；硅铁中的Si含量≥72wt％、 C含量≤0.1wt％，余量为Fe粉及其他不可避免的杂质；钛铁中Ti含量为25～35wt％、C 含量≤0.1wt％、Si含量≤4.5wt％，余量为Fe粉及其他不可避免的杂质。

参见附图1，本发明的不锈钢药芯焊丝的制备方法包括以下步骤：

S1、按上述各组分的质量百分比配制药芯粉；

S2、将不锈钢钢带轧成U形，再向U形槽中加入药芯粉；

S3、将U形槽合口，使药芯粉包裹其中，通过拉丝机，逐道拉拔、减径，使其直径达到所制备的不锈钢药芯焊丝的直径。

其中，步骤S1中各组分均为粉末状，各组分的粒径为60～80目，配料时，各组分均通过60目、70目或80目的筛子过筛。

步骤S2中不锈钢钢带为SUS340不锈钢，其规格为厚度*宽度为0.3*10mm，药芯在不锈钢钢带中的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的18～25％。

步骤S3中制得的不锈钢药芯焊丝的直径为1.0～1.6mm，例如可为1.3mm。

下面列举一些实施例进行说明本发明。

实施例1

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物0.7％、钾钠稳弧剂0.8％、石墨烯0.3％、锰硅合金2％、铬粉5％、硅铁2％、钛铁9％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的18％。

实施例2

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物1.1％、钾钠稳弧剂1.1％、石墨烯0.6％、锰硅合金3％、铬粉7％、硅铁5％、钛铁12％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的20％。

实施例3

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物1.3％、钾钠稳弧剂1.1％、石墨烯0.7％、锰硅合金3％、铬粉8％、硅铁5％、钛铁14％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的21％。

实施例4

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物1.0％、钾钠稳弧剂1.3％、石墨烯0.6％、锰硅合金2％、铬粉9％、硅铁4％、钛铁9％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的23％。

实施例5

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物1.4％、钾钠稳弧剂1.5％、石墨烯0.8％、锰硅合金4％、铬粉10％、硅铁5％、钛铁12％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的25％。

实施例6

本实施例中，不锈钢药芯焊丝包括SUS430不锈钢钢带和药芯，药芯填充在SUS430不锈钢钢带中。其中，药芯中各组成质量百分比如下：氟化物0.7％、钾钠稳弧剂0.8％、石墨烯0.3％、锰硅合金2％、铬粉5％、硅铁2％、钛铁9％、余量为铁粉，各组分的质量百分比的总量为100％，药芯的填充量是不锈钢药芯焊丝总重量的21％。

本发明的不锈钢药芯焊丝适用于平焊及平角焊。

按相关标准规范对上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5及实施例6提供的焊丝进行各项焊接试验，焊接时使用氩气(Ar)和(0.5～2)％氧气(O₂)混合气体作为保护气。焊接工艺性能如下表1，熔敷金属化学成分如下表2、力学性能如下表 3所示。

表1焊接工艺性能

表2熔敷金属化学成分

表3熔敷金属的力学性能

上述实施例的试验结果表明本发明的不锈钢药芯焊丝焊接时电弧稳定、飞溅极小，焊缝成型比较好、成型美观，且具有良好的力学性能和耐腐蚀性。

综上所述，本发明公开一种不锈钢药芯焊丝，通过调整药芯的组分、各组分之间的比例，使得焊接电弧柔和稳定、送丝稳定，焊丝焊接后焊缝成形美观、飞溅小、焊缝不存在小气孔，同时焊缝金属具有优良的耐磨、耐腐蚀、耐高温性。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims

1.一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢钢带和药芯，所述药芯填充于所述不锈钢钢带中，其特征在于，所述药芯包括以下组分及各组分的质量百分比为：

2.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中各组分的粒径为60～80目。

3.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药芯在所述不锈钢钢带的填充量是所述不锈钢药芯焊丝总重量的18～25％。

4.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述不锈钢药芯焊丝的直径为1.0～1.6毫米。

5.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述氟化物为氟化稀土。

6.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于：所述钾钠稳弧剂为钛酸钾和钛酸钠的组合物，其中，所述钛酸钾的质量是钾钠稳弧剂总质量的50～80％，所述钛酸钠的质量是所述钾钠稳弧剂总质量的20～50％。

7.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述硅锰合金中锰含量为62～67wt％，硅含量为20～23wt％，碳含量小于或等于0.2wt％，余量为铁及其他不可避免的杂质。

8.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述硅铁中的硅含量大于或等于72wt％，碳含量为小于或等于0.1wt％，余量为铁及其他不可避免的杂质。

9.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述钛铁中的钛含量为25～35wt％，硅含量小于或等于4.5wt％，碳含量小于或等于0.1wt％，余量为铁及其他不可避免的杂质。

10.根据权利要求1所述的不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述不锈钢钢带为SUS430不锈钢，所述不锈钢钢带的厚度*宽度为0.3*10毫米。