一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝,属于焊接领域。本发明采用304不锈钢带(钢带尺寸为宽度：8-16mm，厚度0.3-0.6mm)的外皮；焊接选用100％CO2或80％Ar+20％CO2气体作为保护气体；药芯的组分及其重量百分比为：TiO2：5-18％，SiO2：15-30％，MnO2：4-10％，ZrO2：4-12％，K2O+Na2O：4-12％两者之中K2O≥67％，冰晶石：0.2-1.2％，Cr：19.5-22％，Ni：5-10％，Mn：5-12％，Al：1-5％，余量为铁粉，药芯焊丝中药粉的填充率为：15-30％。本发明奥氏体不锈钢药芯焊丝具有极佳的焊接工艺性能和优良的抗氧化性能，焊缝成型美观，颜色纯正。
【专利说明】一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝
【技术领域】
[0001]本发明属于材料加工工程中的焊接领域，具体涉及用于一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝。
【背景技术】
[0002]不锈钢焊材发展至今已取得了重要的成果，不锈钢药芯焊丝的产量逐年增加，市场对高端产品的需求也越来越大。高端产品的特点是低烟尘、低毒性、成形美观、颜色纯正。目前焊接加工后焊缝具有美观颜色的奥氏体不锈钢药芯焊丝是高端不锈钢焊材的主要标志，不锈钢药芯焊丝不仅具有优异的焊接工艺性能，更要满足高端产品对于焊缝表面颜色的要求。
[0003]在不锈钢药芯焊丝焊接接头的耐蚀性、热裂纹敏感性、脆化倾向、气孔倾向等方面取得了可喜的成果，而对焊后焊缝表面产生的氧化色(即焊丝的抗氧化色性能)几乎没有研究。大部分奥氏体不锈钢药芯焊丝焊缝表面抗氧化色性能差，焊后焊缝表面易出现杂乱分布的不同氧化颜色。最佳焊缝表面是银白色，最差的是蓝黑色，严重的焊缝氧化还会降低耐腐蚀。因此，研制一种抗氧化色性能优良的高端不锈钢药芯焊丝具有重要意义。
[0004]本发明研制了一种能在薄板焊接脱渣后焊缝表面仍为银白色的抗氧化色性能优良的E308L奥氏体不锈钢药芯焊丝符合GB/T17853中E308LT1-1的要求，焊后的焊缝表面无需进行后续的去氧化色处理。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种具有极佳的焊接工艺性能和抗氧化色性能，焊缝成型美观的二氧化碳或混合气体保护用奥氏体不锈钢药芯焊丝。它可以在保证焊丝熔敷金属化学成分、力学性能、耐腐蚀性能满足相关国家标准要求的情况下，焊后焊缝的表面颜色为银白色，以满足高端药芯焊丝的需求，避免了焊后对焊缝表面的去氧化色处理，进一步提高了焊接的生产效率。
[0006]目前，不锈钢药芯焊丝主要为钛型渣系，。本发明的通过以下技术方案来实现的:一种抗氧化色性能优良用于不锈钢焊接的气保护E308L奥氏体不锈钢药芯焊丝，药芯的组分及其重量百分比为:Ti02:5-18%, SiO2:15-30%, MnO2:4-10%, ZrO2:4~12%, K2CHNa2O:4-12%其中 K2O≥ 67%，冰晶石:0.2-1.2%, Cr:19.5-22%, Ni:5~10%, Mn:5~12%, Al:
1-5%，余量为铁粉，药芯焊丝中药粉的填充率为:15-30%。
[0007]进一步，药粉中TiO2含量小于15%，SiO2含量大于16%，MnO2在6-10%之间，ZrO2在8-12%之间。
[0008]进一步，其特征在于:Si02/Ti02的质量比在1-6之间，Zr02/Mn02的质量比在0.5-3之间。
[0009]其中，所述的TiO2以金红石或钛白粉或钛铁矿的形式添加。所述的SiO2以石英和长石的形式添加。所述的MnO2以锰矿或化学纯的形式添加。所述的ZrO2以锆英砂的形式添加。其中SiO2与TiO2的质量比例控制在1-6之间，ZrO2与MnO2的质量比例控制在0.5-3之间。TiO2, SiO2, MnO2, ZrO2, K20+Na20，冰晶石的总量限制在药粉总重量的20-60%，总重量低于20%会劣化焊接工工艺性能，例如熔渣的覆盖性、电弧稳定性等，若总重量超过60%，会劣化焊丝的送丝性能、易产生夹渣并使焊缝的成形变差。
[0010]如上所述的奥氏体不锈钢药芯焊丝，其中所述不锈钢带优选为含碳量小于
0.03(重量)％的304L不锈钢带，本发明药芯焊丝采用常规药芯焊丝制备技术制得。[0011]如上所述的E308L奥氏体不锈钢药芯焊丝的制备方法其特征在于:
[0012]选用宽度为8~12mm，厚度为0.3~0.6mm的304L不锈钢带为药芯焊丝的外皮，并将其轧制成U型槽填入上述的药粉，药粉重量是焊丝重量的15-30 %，将U型槽合口后，逐次通过不同直径的拉丝模，逐道拉拔、减径，并对焊丝的表面进行清理得到焊丝成品，其直径在1.2~1.6mm。
[0013]所述焊丝药芯的组分如下:
[0014]Cr:铁素体形成元素，向熔敷金属中过渡铬元素。
[0015]N1:奥氏体形成元素，向熔敷金属中过渡镍元素。、
[0016]Al:起到先期脱氧的作用，提高铬、镍、锰等元素的过度系数，减弱氮向金属内部的扩散作用。
[0017]TiO2:主要造渣剂，造成短渣，可改善焊缝金属的脱渣性，调整焊缝的成形，增加导电性具有稳定电弧的作用。
[0018]SiO2:主要造渣剂，可改善焊缝金属的脱渣性，调整熔渣粘度及线胀系数，并且能够细化熔滴。
[0019]ZrO2:主要的造渣剂，调整熔渣的物理化学性能，改善焊缝金属的脱渣性。
[0020]MnO2:造渣剂，稀释熔渣，适量添加可使焊缝成形美观，能够稳定电弧加快焊速。
[0021]长石:用于造渣，调整熔渣的物理化学性能，可起到稳定电弧、细化熔滴的作用，若加入过量熔渣粘度显著下降，促使焊缝成形变坏脱渣困难。
[0022]本发明通过对药粉各成分添加量的调整，改变熔渣线胀系数、表面张等物理性质，并且使熔渣的组织结构发生改变。熔渣的线胀系数用以下方法估算:
[0023]线胀系数计算:
[0024]β = Ct1X^a2X2+...(I)
[0025]硅酸盐氧化物和氟化物的线胀系数a 1平均值的计算常数(20_400°C )
[0026]a X 10-8
[0027]
【权利要求】
1.一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于:该药芯焊丝的药芯组分及其重量百分比为=TiO2:5-18%, SiO2:15-30%, MnO2:4-10%, ZrO2:4~12%, K2CHNa2O:4-12%, K2CHNa2O 两者之中 K2O ^ 67 %,冰晶石:0.2-1.2 %，金属铬:19.5-22 %, Ni:5-10%,Mn:5-12%, Al: 1-5%，余量为铁粉。
2.根据权利要求1所述一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于:药粉中TiO2含量小于15%，SiO2含量大于16%，MnO2在6-10%之间，ZrO2在8-12%之间。
3.根据权利要求1所述一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于:TiO2以金红石或钛白粉或钛铁矿的形式添加；所述的SiO2以石英和长石的形式添加；所述的MnO2以锰矿或化学纯的形式添加；所述的ZrO2以锆英砂的形式添加。
4.根据权利要求1所述一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于:SiO2AiO2的质量比在1-6之间，Zr02/Mn02的质量比在0.5-3之间。
5.根据权利要求1所述一种焊缝表面无氧化色奥氏体不锈钢药芯焊丝的制备方法，其特征在于:将上述焊丝轧制、成形、拉拔减径，钢带选用12-8mmX0.6-0.3mm的304L不锈钢钢带，最终直径为1.2-1.6mm的奥氏体不锈钢药芯焊丝，药芯焊丝中药粉的填充率为15-30%。
【文档编号】B23K35/40GK103949796SQ201410187394
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】栗卓新 申请人:常州新德焊材科技有限公司