專利名稱：一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲的制作方法
技術領域：
本發明屬于材料加工工程的焊接領域，特別地，涉及一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用的藥芯焊絲。
背景技術：
不銹鋼以其優良的耐腐蝕性能得到了廣泛應用。根據不銹鋼的化學成分，可將其劃分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。根據不銹鋼的顯微組織，可將其劃分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀析出強化不銹鋼。其中奧氏體不銹鋼的應用最為廣泛，最為典型的奧氏體不銹鋼為18-8不銹鋼，即含18wt% Cr和8wt% Ni的不銹鋼，而其他奧氏體不銹鋼則由18-8不銹鋼基礎上衍生而來。奧氏體不銹鋼良好的全位置焊接工藝性能是考核不銹鋼藥芯焊絲的重要指標之一，要求不銹鋼藥芯焊絲在平焊、橫焊、立焊等多種位置焊接時，均具有良好的工藝性能，如焊縫成形質量好、焊接飛濺少等。平焊位置時，為保證焊縫成形質量好，焊接飛濺小，要求焊接電弧柔和，電弧吹力小。而立焊、橫焊時，重力的作用使焊接熔池下墜，將降低焊縫成形質量，使其力學性能下降，為防止熔池下墜，要求焊接電弧有一定的吹力，且電弧挺度高。因此保證不銹鋼藥芯焊絲的立焊或橫焊性能，將會犧牲焊絲平焊工藝性，引起平焊飛濺增加。本發明提供一種用于奧氏體不銹鋼全位置焊接用的細直徑藥芯焊絲，通過控制不銹鋼藥芯焊絲藥芯中鈉長石和鉀長石的加入量及兩者比例，利用鈉長石增加電弧電壓、提高電弧挺度，利用鉀長石增加電弧穩定性，通過控制兩者比例，得到適用于全位置焊接的不銹鋼藥芯焊絲。

發明內容
本發明的目的是提供一種用于奧氏體不銹鋼全位置焊接用的細直徑藥芯焊絲，該焊絲具有良好的全位置焊接工藝性能，適用于奧氏體不銹鋼的焊接。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，它由藥芯和外用不銹鋼帶組成，其中， 所述藥芯占焊絲總重量的22. 0 24. 0%，藥芯各組分占所述藥芯的重量百分比為金屬鉻粉20. 0 23. 0%，金屬鎳粉7. 0 8.5%，電解金屬錳2. 0 4.0%，鋁粉3. 0 4.0%， 鈦鐵0. 5 1. 0%，金紅石32. 0 34. 0%，石英1. 0 2. 0%，鋯英砂2. 0 4. 0%，鈉長石4. 0 6.0%，鉀長石2. 0 4.0%，冰晶石1.0 1.5%，碳酸鋰1.0 1.5%，氧化鉍0. 1 0. 5 %，其余為鐵粉。如上所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其中，所述外用不銹鋼帶優選為奧氏體不銹鋼帶304L，其含碳量小于0. 025wt%。如上所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其中，所述藥芯中鈉長石和鉀長石的比例優選為1. 2 2. 0，且兩者的加入量之和不超過藥芯重量的10%。如上所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其中，所述藥芯焊絲的直徑在0. 9mm 1. 2mm 之間。上述奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲的制備方法，步驟如下(1)按照所述藥芯的配方配置好藥芯粉末，將含碳量小于0.025% (重量)的奧氏體不銹鋼帶軋成U形，向U形槽內加入占本焊絲總重量22 的藥芯粉末；(2)將U形槽合口后，依次進行軋制成型、光亮退火、拉拔減徑處理，得到焊絲；(3)對焊絲表面進行機械清理，得到所述奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲的最終廣品。本發明的有益效果為對全位置焊接用奧氏體不銹鋼藥芯焊絲而言，要求焊絲在立焊、橫焊、平焊等位置焊接時，均具有良好的工藝性能，即電弧穩定性高，焊接飛濺少，脫渣性好等。本發明所述奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲為酸性渣系。為保證立焊、橫焊焊接工藝性能，本發明的焊絲藥芯中加入了 4.0 6. 鈉長石，以增加電弧電壓，提高電弧挺度，防止熔池在重力作用下下墜；而為保證平焊工藝性能，在焊絲藥芯中加入2. 0 4. 0wt%鉀長石，增加電弧穩定性，減少焊接飛濺。控制鈉長石和鉀長石的重量比為1.2 2.0，可兼顧不銹鋼藥芯焊絲的立焊、橫焊及平焊性能，得到適用于全位置焊接的不銹鋼藥芯焊絲。為保證不銹鋼藥芯焊絲的抗氣孔能力，鈉長石和鉀長石的加入總量不超過10%。本發明的焊絲適用于100% CO2氣體保護焊，其全位置焊接工藝性能優良，焊縫成形質量好，無氣孔、裂紋、夾渣等冶金缺陷，焊絲熔敷金屬的各項性能均符合國標要求(GB/ T17853《不銹鋼藥芯焊絲》)，適用于奧氏體不銹鋼的全位置焊接。
具體實施例方式本發明提供了一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用細直徑藥芯焊絲，它由外用鋼帶和其中的焊絲藥芯組成，其具體實施方式
如下所述外用鋼帶最優選為含碳量小于0. 025wt%的奧氏體不銹鋼鋼帶304L。所述焊絲藥芯的組成如下金屬鉻粉向焊絲熔敷金屬中過渡鉻元素，其重量百分含量為(占藥芯的重量百分含量，以下同)20. 0 23. 0%。金屬鎳粉向焊絲熔敷金屬中過渡鎳元素，其重量百分含量為7. 0 8. 5%。電解金屬錳向焊絲熔敷金屬中過渡錳元素，并能起脫氧、脫硫作用，其重量百分含量為2. 0 4. 0%。鋁粉脫氧，提高鉻、鎳、錳等合金元素的過渡系數，參與合金元素脫氧反應后生成的氧化鋁，參與造渣。其重量百分含量為3.0 4.0%。鈦鐵脫氧，提高鉻、鎳、錳等合金元素的過渡系數，參與合金元素脫氧反應后生成的氧化鈦，還能參與造渣，其重量百分含量為0. 5 1. 0%。金紅石主要的造渣劑，可以改善焊縫金屬的脫渣性和成形質量，適量的金紅石可改善電弧穩定性，但加入量過多反而會降低電弧質量，其重量百分含量為32. 0 34. 0%。石英主要的造渣劑，增加熔渣的酸度，調整熔渣的粘度和氧化性，但加入量過多會增加熔敷金屬中氧化物夾雜量，降低焊縫成形質量，其重量百分含量為1. 0 2. 0%。鋯英砂主要的造渣劑，調整熔渣的物理化學性能，改善焊縫金屬的脫渣性，提高熔化系數，其重量百分含量為2. 0 4. 0%。鈉長石用于造渣，調整焊接電弧質量，鈉長石可以增加電弧挺度、提高電弧吹力， 其重量百分含量為4. 0 6. 0 %。鉀長石用于造渣，調整焊接電弧質量，鉀長石可以穩定電弧、減小電弧吹力，降低焊接飛濺，其重量百分含量為2. 0 4. 0%。本發明的藥芯焊絲中，控制鈉長石和鉀長石的重量比為1. 2 2. 0，可兼顧不銹鋼藥芯焊絲的立焊、橫焊及平焊性能，得到適用于全位置焊接的不銹鋼藥芯焊絲。但長石的加入量過大，會增加熔渣的酸度，導致焊縫金屬中氧化硅夾渣增多，且增加氣孔傾向，因此本發明涉及的不銹鋼藥芯焊絲藥芯中鈉長石和鉀長石的加入重量不能超過藥芯重量的10%。冰晶石去氧，增加焊縫渣殼流動性，降低焊縫金屬氣孔傾向，其重量百分含量為 1. 0 1. 5%。碳酸鋰焊接過程中分解為氧化鋰和二氧化碳，提高焊縫金屬的抗氣孔能力，其重量百分含量為1.0 1.5%。氧化鉍提高焊縫金屬的脫渣性，是不銹鋼藥芯焊絲改善脫渣性的重要組分，其重量百分含量不得低于0. ；為防止氧化鉍過多加入降低熔敷金屬的高溫性能，其重量百分含量不得高于0.5%。其余為鐵粉。本發明的奧氏體不銹鋼焊接用藥芯焊絲的制造采用以下步驟(1)將厚度0. 4mm,寬度IOmm的超低碳奧氏體不銹鋼帶軋成U形，向U形槽內加入占本發明焊絲總重22 的藥粉；(2)將U形槽合口后，通過軋制成型、光亮退火、拉拔減徑，最終達到成品直徑，成品直徑在0. 9謹 1. 2謹之間。(3)對焊絲表面進行機械清理，得到最終產品。實施例1選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3545g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將200g金屬鉻粉，70g金屬鎳粉，20g電解金屬錳，30g鋁粉，5g鈦鐵，320g金紅石，IOg石英，20g鋯英砂，40g鈉長石，20g鉀長石，IOg冰晶石，IOg碳酸鋰，3g氧化鉍，242g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為22%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為0. 9mm。實施例2選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3M5g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將230g金屬鉻粉，85g金屬鎳粉，40g電解金屬錳，40g鋁粉，IOg鈦鐵，340g金紅石，20g石英，40g鋯英砂，60g鈉長石，40g鉀長石，15g冰晶石，15g碳酸鹽，4g氧化鉍，61g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為22%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為1. 2mm。實施例3選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3348g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將220g金屬鉻粉，75g金屬鎳粉，25g電解金屬錳，32g鋁粉，6g鈦鐵，330g金紅石，15g石英，28g鋯英砂，45g鈉長石，30g鉀長石，12g冰晶石，12g碳酸鋰，4g氧化鉍，166g鐵粉，共IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為23%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為0. 9mm。實施例4選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3348g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將210g金屬鉻粉，80g金屬鎳粉，35g電解金屬錳，38g鋁粉，8g鈦鐵，335g金紅石，18g石英，35g鋯英砂，50g鈉長石，35g鉀長石，14g冰晶石，13g碳酸鋰，3g氧化鉍，126g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為23%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為1. 2mm。實施例5選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3170g的超低碳奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型，將200g金屬鉻粉，70g金屬鎳粉，20g電解金屬錳，30g鋁粉，5g鈦鐵，320g金紅石， IOg石英，20g鋯英砂，40g鈉長石，20g鉀長石，IOg冰晶石，IOg碳酸鋰，3g氧化鉍，242g鐵粉，共IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為對％，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑，最終成品焊絲直徑為1. 2mm。實施例6選用厚度0. 4mm、寬度IOmm的、重量為3170g超低碳奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型，將230g金屬鉻粉，85g金屬鎳粉，40g電解金屬錳，40g鋁粉，IOg鈦鐵，340g金紅石， 20g石英，40g鋯英砂，60g鈉長石，40g鉀長石，15g冰晶石，15g碳酸鋰，知氧化鉍，61g鐵粉， 共IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為對％，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑，最終成品焊絲直徑為1. 2mm。對比例1選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3M5g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將200g金屬鉻粉，70g金屬鎳粉，20g電解金屬錳，30g鋁粉，5g鈦鐵，330g金紅石，IOg石英，20g鋯英砂，20g鈉長石，40g鉀長石，IOg冰晶石，IOg碳酸鋰，3g氧化鉍，232g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為22%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為0. 9mm。對比例2選用厚度0.4mm、寬度IOmm的、重量為3170g超低碳奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型，將230g金屬鉻，85g金屬鎳，40g電解金屬錳，40g鋁粉，IOg鈦鐵，330g金紅石，20g 石英，40g鋯英砂，60g鈉長石，20g鉀長石，15g冰晶石，15g碳酸鋰，4g氧化鉍，91g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為0. 9mm。對比例3選用厚度0. 4mm、寬度IOmm的、重量為3170g超低碳奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型，將230g金屬鉻，85g金屬鎳，40g電解金屬錳，40g鋁粉，IOg鈦鐵，340g金紅石，20g 石英，40g鋯英砂，60g鈉長石，50g鉀長石，15g冰晶石，15g碳酸鋰，4g氧化鉍，51g鐵粉，共 IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑， 最終成品焊絲直徑為1. 2mm。對比例4
選用厚度0. 4mm、寬度10mm、重量為3M5g的奧氏體不銹鋼帶304L，將其軋成U型， 將200g金屬鉻，70g金屬鎳，20g電解金屬錳，30g鋁粉，5g鈦鐵，320g金紅石，IOg石英，20g 鋯英砂，30g鈉長石，15g鉀長石，IOg冰晶石，IOg碳酸鋰，3g氧化鉍，257g鐵粉，共IOOOg藥粉，混和均勻后加入U型槽中，填充率為22%，合口后經過減徑、光亮退火、再減徑，最終成品焊絲直徑為0. 9mm。對各實施例及對比例性能的評價鑒于藥芯焊絲焊接工藝性能評定尚無統一標準，借用JB/T8423《電焊條焊接工藝性能評定方法》對不銹鋼藥芯焊絲的焊接工藝性能(焊縫成形、電弧穩定性、焊縫脫渣性、焊接飛濺率等、焊縫氣孔傾向)進行評價。各實施例及對比例的效果對比如表1所示表1各實施例及對比例的焊絲性能評價
權利要求
1.一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，它由藥芯和外用不銹鋼帶組成，其特征在于，所述藥芯占焊絲總重量的22. 0 24. 0%，其中藥芯各組分占所述藥芯的重量百分比為金屬鉻粉20. 0 23. 0%，金屬鎳粉7. 0 8. 5%，電解金屬錳2. 0 4. 0%，鋁粉 3. 0 4. 0%，鈦鐵0. 5 1. 0%，金紅石32. 0 34. 0%，石英1. 0 2. 0%，鋯英砂 2. 0 4. 0%，鈉長石4. 0 6. 0%，鉀長石2. 0 4. 0%，冰晶石1. 0 1. 5%，碳酸鋰 1.0 1.5%，氧化鉍0. 1 0.5%，其余為鐵粉。
2.如權利要求1所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其特征在于，所述外用不銹鋼帶為奧氏體不銹鋼帶304L，其含碳量小于0. 025Wt%。
3.如權利要求1或2所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其特征在于，所述藥芯中鈉長石和鉀長石的比例為1. 2 2. 0，且兩者的加入量之和不超過藥芯重量的10%。
4.如權利要求1或2所述的奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，其特征在于，所述藥芯焊絲的直徑在0. 9mm 1. 2mm之間。
全文摘要
一種奧氏體不銹鋼全位置焊接用藥芯焊絲，由藥芯和外用不銹鋼帶組成，其中藥芯占焊絲總重的22～24％，藥芯各組分占藥芯的重量百分比為金屬鉻粉20～23％，金屬鎳粉7～8.5％，電解金屬錳2～4％，鋁粉3～4％，鈦鐵0.5～1％，金紅石32～34％，石英1～2％，鋯英砂2～4％，鈉長石4～6％，鉀長石2～4％，冰晶石1～1.5％，碳酸鋰1～1.5％，氧化鉍0.1～0.5％，其余為鐵粉。藥芯中鈉長石和鉀長石的比例為1.2～2，兩者加入量之和不超過藥芯重量的10％。外用鋼帶為奧氏體不銹鋼帶304L，其含碳量小于0.025wt％。焊絲直徑在0.9～1.2mm之間。該焊絲可實現奧氏體不銹鋼的全位置焊接。
文檔編號B23K35/368GK102229029SQ20111014359
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者劉景鳳, 周德成, 張迪, 段斌, 王英杰, 白波, 聶禎華, 謝晉平 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中冶焊接科技有限公司