CN112935630B - 一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝及其制备方法，自保护药芯焊丝包括超低碳钢钢皮和药芯，药芯成分由以下成分组成：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.6wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％。本发明自保护型药芯焊丝可满足0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管野外免充氩保护焊接，且焊接飞溅小，易脱渣，焊缝成形美观，焊接接头强度高于市面同类型自保护药芯焊丝焊接接头。

Description

一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，还涉及上述药芯焊丝的制备方法。
背景技术
不锈钢是我国三大支柱材料之一，并且随着我国现代工业的迅速发展，对不锈钢综合力学性能提出了更高的要求。奥氏体不锈钢凭借其良好的耐蚀性及较高的高温强度，在我国电力、国防、能源、石油、化工、冶金和生物工程等领域获得了广泛的应用。我国电力系统中的过热器管、流体冷却夹管、各种热工仪表管子等都使用了不同规格的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢钢管。在对管道焊接前，以防根部焊缝金属的高温氧化，保证焊缝背面成形良好，提高整个管道系统的稳定性，常常需要对管内充入保护气体(氩气、氦气等)，焊接操作工艺复杂、施工成本较高。且在工程施工现场部分管道背部无法进行充氩保护或气室容易破坏而难以进行正常施焊。
目前，市场上0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管背部免充氩自保护药芯焊丝种类稀少，且在保证背部成形质量的同时，无法保证管接头拉伸强度，往往导致其在工程应用中失效。
基于此，本发明提供了一种0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，在保证管接头背面成形质量的同时，仍能保证管接头的拉伸强度。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，简化0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管焊接过程，降低焊接成本及难度。
本发明的第二个目的是提供上述药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，自保护药芯焊丝为0Cr18Ni9不锈钢，自保护药芯焊丝包括超低碳钢钢皮和药芯，所述药芯成分按照质量百分比由以下成分组成：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.6wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分的质量百分比之和为100wt％。
本发明所采用第一种技术方案的特点还在于，
超低碳钢钢皮的C≤0.03wt％。
本发明所采用的第二种技术方案是：一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝的制备方法，具体按照以下步骤制备：
步骤1，按照质量百分比称量药芯：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.5wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％；
步骤2，将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入水玻璃粘结剂中混合，然后放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛即得混合粉；
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热保温干燥后并炉冷至室温，得到药芯合金粉；
步骤4，将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢皮放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯合金粉放入U型槽中，并用成型机使U型槽碾压闭合，并将其再进行拉拔至1.18mm，再用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘并密封包装，即得。
本发明所采用第二种技术方案的特点还在于，
步骤2中氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂的总质量与水玻璃粘结剂的质量比为5:1。
步骤2中混合粉的粒度为80～120目。
述步骤3中加热保温干燥时持续通入氩气，保温温度为200℃～300℃，保温时间为2h～3h。
本发明的有益效果是：一种0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，采用氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂作为主要的造渣造气剂，合金系中除了0Cr18Ni9的基本元素外，还添加了钛粉、氮化硼粉及氧化铈粉。其中
(1)氟化钡作为造渣、造气剂能够在高温下蒸发成气体包围在熔滴反应区，同时也能在焊接过程中形成熔渣覆盖在熔敷金属表面，并且BaF2可以支持更短的电弧，减少了有害气体进入熔池反应区的机会，从而提高焊缝金属的力学性能
(2)碳酸锂和碳酸钙能在高温下分解形成CO2，防止有害气体进入熔池反应区，而且碳酸锂不但能够对熔池实现气体保护，还能提高熔渣的流动性，从而提高熔渣的覆盖率。
(3)氧化镁在焊接热循环下能蒸发成气体包围在熔滴反应区，同时熔化状态的MgO也可以使渣具有一定的粘度和熔点。
(4)氧化铁在电弧高温下分解产生的大量的氧气充斥在熔滴反应区,降低了焊丝端头熔滴的表面张力，从而促进了熔滴过渡。
(5)钛极易与C、N发生反应，生成Ti(CN)，抑制焊缝中Cr23C6的析出，从而抑制焊缝晶间腐蚀，且Ti(CN)一般在晶界析出，对晶界有明显的钉扎作用，阻碍晶粒长大。
(6)适量硼的加入可改善奥氏体不锈钢热塑性和耐敏化态晶间腐蚀性能，且B原子会优先占据Cr23C6周围的空位，阻碍Fe、Cr、Mo等原子在Cr23C6周围富集，阻止Cr23C6长大，尺寸稳定的Cr23C6对位错有持续的钉扎作用，提高接头的力学性能。
(7)氮为强奥氏体形成元素，能增强奥氏体稳定性，影响铁素体在焊缝中的形态，使铁素体逐渐由连续网状向短棒孤岛状转变，从而提高接头力学性能。
(8)氧化铈作为髙熔点化合物在熔池中可以作为非均匀形核的质点，增加了外来的形核源，或在晶界处偏聚，阻碍了晶粒的长大，提高了接头的强度。
本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，与焊条相比，适合于连续送丝焊接设备，具有较高的生产效率。与0Cr18Ni9金属型药芯焊丝相比，无需气体保护，可在野外环境焊接。
附图说明
图1为本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例1的试样应力应变曲线；
图2为本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例2的试样应力应变曲线；
图3为本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例3的试样应力应变曲线；
图4为本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例4的试样应力应变曲线；
图5本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例5的试样应力应变曲线；
图6本发明0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝实施例6的试样应力应变曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，其为0Cr18Ni9不锈钢，包括超低碳钢钢皮和药芯，超低碳钢钢皮的C≤0.03wt％；药芯成分由以下成分组成：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.5wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝具体制备步骤如下：
步骤1，按照质量百分比称量药芯：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.5wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2，将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入水玻璃粘结剂中混合，上述药粉与水玻璃粘结剂的质量比为5:1，然后放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛、筛取粒度为80～120目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热保温干燥后并炉冷至室温，得到药芯合金粉；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为200℃～300℃，保温时间为2h～3h。
步骤4，将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢皮放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯合金粉放入U型槽中，并用成型机使U型槽碾压闭合，并将其再进行拉拔至1.18mm，再用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘并密封包装，即得。
本发明的科学原理是：自保护药芯焊丝的保护机理分为气保护、渣保护及合金元素保护三种。本发明在焊丝中加入碳酸锂和碳酸钙，以在高温分解形成CO2等气体，这些气体从钢皮内以一定流速向熔池中射出，形成气罩，降低了焊接区氮、氧的分压，防止空气中N2、H2、O2的侵入。除此之外本发明还加入了BaF2、MgO等低沸点的物质，在电弧中易形成蒸汽，也能起到保护熔池的作用。且BaF2作为造渣剂，当焊丝熔化时，渣能迅速覆盖熔滴，同时和熔滴进行冶金反应。一方面防止氮、氧的侵入，另一方面进行脱氧、脱氮。随后和熔滴一起进入熔池，均匀覆盖熔池并在渣-金属表面上进行冶金反应。通过加入氟化钡、氧化镁、碳酸锂和碳酸钙对熔池进行渣-气联合保护，取代不锈钢管道背部保护工艺及背部涂抹免充氩保护剂工艺。
目前对管道焊接过程中，背部保护方式有两种，一种为背面充氩保护，另一种为管道背部涂抹免充氩保护剂。向管道背部充氩，不仅会延长焊接生产的时间，还造成了资源的严重浪费；背面涂抹免充氩保护剂，对管道背部焊缝保护不足，背面成形性差，且免充氩保护剂价格昂贵。因此，本发明提出使用自保护药芯焊丝焊接不锈钢管道来替代以上两种工艺。目前国内市场上没有性能稳定的国产不锈钢管道自保护药芯焊丝，针对0Cr18Ni9不锈钢管道的国产自保护药芯焊丝，抗拉强度普遍在400～500Mpa之间，因此本发明采用自研自保护药芯焊丝，通过向焊缝中过渡钛粉、氮化硼粉及氧化铈等合金粉，在保证焊缝成形美观的前提下，提高了0Cr18Ni9不锈钢管道焊接接头的抗拉强度，所得焊接接头强度均大于500MPa，最高为609.55Mpa。
实施例1
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1wt％，铬粉22wt％，镍粉8wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为80目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为200℃，保温时间为2h。
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％～20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实施例1所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW),无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图1所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为593.43Mpa，屈服极限为349.75Mpa。
实施例2
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1.9wt％，铬粉22.8wt％，镍粉8.6wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.2wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入上述药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为90目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为250℃，保温时间为2.5h；
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％～20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实施例2所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW),无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图2所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为609.55Mpa，屈服极限为352.91Mpa。
实施例3
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉2.8wt％，铬粉23.6wt％，镍粉9.2wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.3wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为100目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为300℃，保温时间为3h；
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％～20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实施例3所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW),无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图3所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为593.88Mpa，屈服极限为342.41Mpa。
实施例4
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉3.7wt％，铬粉24.4wt％，镍粉9.8wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.4wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为110目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为300℃，保温时间为2h。
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％～20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实施例4所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW),无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图4所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为590.21Mpa，屈服极限为346.03Mpa。
实施例5
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉4.6wt％，铬粉25.2wt％，镍粉10.4wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.5wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为120目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为250℃，保温时间为2.5h；
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％-20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实施例5所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW),无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图5所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为604.69Mpa，屈服极限为355.88Mpa。
实施例6
步骤1：按质量百分比分别称取称量药芯粉，具体按照如下组分称量：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉5.5wt％，铬粉26wt％，镍粉11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.6wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％％。
步骤2：将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入药粉总质量20％的水玻璃粘结剂混合起来，放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛筛取粒度为120目的混合粉。
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热干燥后并炉冷至室温；加热干燥时持续通入氩气、保温温度为300℃，保温时间为2h；
步骤4：将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入U型槽中，药芯粉末的填充率控制在15％-20％，然后用成型机使U型槽碾压闭合，用丙酮或无水乙醇擦拭干净再进行拉拔至直径为1.18mm，用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘、密封包装，得到0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝。
实例所制得的药芯焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW)，无需外加保护气体，其焊接电流120A～180A，焊接电压18V～21V。
经测试，如图6所示，焊接接头的三次抗拉强度平均值为595.83Mpa，屈服极限为286.22Mpa。

Claims (5)

1.一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，其特征在于，所述自保护药芯焊丝为0Cr18Ni9不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝，所述自保护药芯焊丝包括超低碳钢钢皮和药芯，所述药芯成分按照质量百分比由以下成分组成：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.6wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分的质量百分比之和为100wt％；所述超低碳钢钢皮的C≤0.03wt％。
2.一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤制备：
步骤1，按照质量百分比称量药芯：氟化钡15wt％，碳酸钙2wt％，氧化镁：2wt％，氧化铁3wt％，碳酸锂3wt％，硅粉1wt％，锰粉1～5.5wt％，铬粉22～26wt％，镍粉8～11wt％，钛粉0.2wt％，氮化硼粉0.1～0.5wt％，氧化铈0.2wt％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100wt％；
步骤2，将步骤1称量好的氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂混合均匀后，加入水玻璃粘结剂中混合，然后放置在电阻炉中烧结后碾碎，过筛即得混合粉；
步骤3，将步骤1称量好的硅粉、锰粉、铬粉、镍粉、钛粉、氮化硼粉、氧化铈、铁粉与步骤2所制备的混合粉混合均匀后置于管式炉中加热保温干燥后并炉冷至室温，得到药芯合金粉；
步骤4，将宽度为7mm、厚度0.3mm的超低碳钢钢皮放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将低碳钢钢带轧制成U型槽，将步骤3得到的药芯合金粉放入U型槽中，并用成型机使U型槽碾压闭合，并将其再进行拉拔至1.18mm，再用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终将焊丝盘成圆盘并密封包装，即得；
所述步骤4中的超低碳钢钢皮的C≤0.03wt％。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中氟化钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、碳酸锂的总质量与水玻璃粘结剂的质量比为5:1。
4.根据权利要求2所述的一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中混合粉的粒度为80～120目。
5.根据权利要求2所述的一种不锈钢管道背部免充氩自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤3中加热保温干燥时持续通入氩气，保温温度为200℃～300℃，保温时间为2h～3h。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451961A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 中冶焊接科技有限公司 奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝
JP2012115877A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Kobe Steel Ltd フラックス入りワイヤ
CN107498209A (zh) * 2017-07-31 2017-12-22 西安理工大学 18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝及其制备方法
CN107900556A (zh) * 2017-12-25 2018-04-13 昆山京群焊材科技有限公司 一种奥氏体不锈钢自保护药芯焊丝
CN109175773A (zh) * 2018-10-23 2019-01-11 郑州大学 一种桥梁钢Q620qE配套药芯焊丝
CN110385546A (zh) * 2019-07-24 2019-10-29 西安理工大学 一种优异低温性能的x80管线钢埋弧焊药芯焊丝及制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451961A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 中冶焊接科技有限公司 奥氏体不锈钢焊接用药芯焊丝
JP2012115877A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Kobe Steel Ltd フラックス入りワイヤ
CN107498209A (zh) * 2017-07-31 2017-12-22 西安理工大学 18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝及其制备方法
CN107900556A (zh) * 2017-12-25 2018-04-13 昆山京群焊材科技有限公司 一种奥氏体不锈钢自保护药芯焊丝
CN109175773A (zh) * 2018-10-23 2019-01-11 郑州大学 一种桥梁钢Q620qE配套药芯焊丝
CN110385546A (zh) * 2019-07-24 2019-10-29 西安理工大学 一种优异低温性能的x80管线钢埋弧焊药芯焊丝及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张敏等.熔渣成分和微观结构对自保护药芯焊丝脱渣性的影响.《焊接学报》.2018,第10-14页和第129页. *

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