专利名称：抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条的制作方法
技术领域：
本发明属于一种抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条。
现有技术中，尽管国内外一些焊接材料制造厂根据冶金理论基本解决了不锈钢在其燃烧到三分之二左右时，尾部药皮极易发红和开裂的问题，但迄今为止对不锈钢焊条气孔敏感性问题、防潮性能差、抗磨粒磨损性能不高的缺点还未从根本上解决。
不锈钢焊条气孔敏感性问题是由于不锈钢焊条药皮中含有较多的附着水分、结晶水和纤维素，它们在焊接冶金过程中以原子氢[H]或离子氢[H+]的形式溶于焊接熔池。随着熔池温度的降低，原子氢气、离子氢形成氢气，若氢气来不及逸出焊接熔池就形成氢气孔。现有技术中解决不锈钢焊条气孔敏感性有如下三种方法a.提高药皮中氟化物和碳酸盐的含量；b.提高电弧气氛的氧化性；c.提高焊条和矿物粉烘干温度。
但是，上述三种方法还是不能彻底解决不锈钢焊条气体敏感性问题。同时，国内制造的不锈钢焊条，经过一段时间储存，因药皮吸潮在表面析出一些碱性物质，出现所谓“白霉”现象，影响焊条的焊接工艺性能和造成焊接裂纹。此外，国内进行马氏体不锈钢焊接结构生产时，常采用奥氏体不锈钢焊条如奥102、奥132或奥022代替，形成异种焊接接头，使得熔敷金属的耐磨蚀性能差。
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，发明一种抗气孔防潮耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条，拟从根本上解决目前不锈钢焊条存在的对氢气孔敏感性大、防潮湿能力差和熔敷金属耐磨粒磨损性能不高的缺点。
本发明所说的抗气孔防潮耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条的实施方案为a.焊条的钢芯采用马氏体不锈钢材料，如超低碳马氏体不锈钢00Cr17Ni6Mo或马氏体不锈钢1Cr17Ni6Mo等焊丝。
b.钾钠水玻璃的比例为1∶1～4∶1，其比重为0.9～2.5；
c.焊条的模径为3.5～6.5；d.所有粉料的粒度为65～320目。
e.将合金粉与矿物粉、钾钠水玻璃进行反复搅拌、均匀化后，进行焊条生产，焊条中药皮各矿物粉、各合金的具体配方如下表表1抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条配方
本发明所说的抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条具有焊接工艺性能优异、抗气孔、抗吸潮能力强，焊缝金属具有良好耐磨粒磨损、耐腐蚀性能和抗裂纹能力。其可用于热轧辊、工程机械的表面堆焊，也可作为化工装置，如尿素合成塔、石油天然气不锈钢储罐和水轮机叶片的焊接材料。
本发明所说的抗气孔防潮耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条，可满足和达到下列技术要求1.焊接工艺性能优异。焊接飞溅小，焊缝金属脱渣性和焊缝金属成型良好、焊接电弧稳定，适宜于全位置焊接。
2.焊接过程中，焊缝金属无氢气孔和收弧气孔。
3.焊条抗潮湿能力强。在潮湿的环境下(空气湿度为100％时)长期储存，焊条表面不出现“白霉”现象，焊缝金属不出现气孔。
4.焊缝金属有良好的抗裂纹性能，其显微组织由大量马氏体和少量奥氏体组成，有良好的耐磨粒磨损和耐腐蚀性能。
以下根据本发明技术方案中所述的构成，进一步说明本发明的所说的抗气孔防潮耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条所具备的性能情况。
1.抗气孔性能焊缝金属中气孔的产生主要是由于气体的逸出时间小于金属的凝固时间，若增加熔池内部的冶金反应，使熔池中的金属激烈沸腾，促进气体在金属凝固以前从熔池中快速逸出，避免焊缝金属中产生气孔。根据这一原理，在发明的马氏体奥氏体不锈钢焊条药皮中加入含结晶水较高的矿物，焊接冶金过程中，熔池产生激烈搅拌沸腾现象，使氢气快速逸出，从而避免焊缝金属中产生气孔，提高焊缝金属的抗气孔性能。
2.防潮湿性能焊条药皮中一般含有亲水性矿物，如苏打粉、云母，使得焊条有较强的吸潮能力，造成药皮水玻璃中的碱性物质析出，在生“白霉”现象。在矿物粉加入适量增水剂，降低药皮的亲水性，或改变水玻璃的模数，可以大大提高药皮的防潮性能，防止出现所谓“白霉”现象。
3.耐磨蚀性能条状马氏体有良好的耐磨粒磨损性能，若条状马氏体基体中有少量逆变奥氏体，在使用过程中，由于外界能量的作用使逆变奥氏体转变成马氏体，焊缝金属就具有良好的耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能。如果要继续提高其耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能，可适量提高焊缝金属的硼(B)、碳(C)的含量，形成碳硼化合物，从而提高熔敷金属的耐磨蚀性能。
4.焊缝金属的力学性能焊缝金属的抗拉强度不低于680MPa，延伸率δ5不低于16％，断面收缩率Ψ不低于45％，硬度HB为250～350。
权利要求
1.一种抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条，其特征在于，药皮由合金粉与矿物粉混合而成，各矿物粉、合金粉的配方比例为金红石5～50％；钛白粉1～15％；钛酸钾0～8％；白泥1～16％；大理石1～30％；萤石0～10％；氟化物稀土0～8％；海泡石1～30％；云母1～8％；憎水剂0～5％；金属铬1～15％；金属锰1～18％；金属镍1～17％；钼铁0～7％；膨润土0～10％；铁红0～5％；冰晶石0～15％；长石0～12％；硼铁0～5％；海藻酸钠0～10％；海藻酸钾0～10％。
2.按照权利要求1所说的不锈钢焊条，其特征在于，所说的不锈钢焊条的钢芯为超低碳马氏体不锈钢00Cr17Ni6Mo或马氏体不锈钢1Cr17Ni6Mo等焊丝。
3.按照权利要求1所说的不锈钢焊条，其特征在于，所说的不锈钢焊条的钾钠水玻璃的比例为1∶1～4∶1，其比重为0.9～2.5。
4.按照权利要求1所说的不锈钢焊条，其特征在于，所说的不锈钢焊条模径为3.5～6.5。
5.按照权利要求1所说的药芯焊丝，其特征在于，所说的不锈钢焊条药皮中的合金粉与矿物粉粉料的粒度为65～320目。
全文摘要
一种抗气孔防潮湿耐磨蚀马氏体奥氏体不锈钢焊条,药皮由金红石、钛白粉、钛酸钾、白泥、大理石、萤石、氟化物稀土、海泡石、云母、憎水剂、金属铬、金属锰、金属镍、钼铁、膨润土、铁红、冰晶石、长石、硼铁、海藻酸钠、海藻酸钾等合金粉与矿物粉混合而成。本发明所说的不锈钢焊条具有焊接工艺性好,抗气孔、抗吸潮能力强,焊缝金属具有良好耐磨损、耐腐蚀性能和抗裂纹能力。本焊条可用于热轧辊、工程机械的表面堆焊和化工装置的焊接材料。
文档编号B23K35/362GK1264634SQ0011437
公开日2000年8月30日 申请日期2000年2月15日 优先权日2000年2月15日
发明者余圣甫, 李志远 申请人:华中理工大学