0Cr13Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]马氏体不锈钢的金相组织为马氏体，这类钢中铬的质量分数12% -27%，碳的质量分数最高可达1.0 %，提高了钢的强度和硬度。目前普遍应用的马氏体不锈钢可分为Cr 13型马氏体不锈钢和低碳马氏体不锈钢。
[0003]Crl3型马氏体不锈钢，主要作为具有一般抗腐蚀性能的不锈钢使用，随着碳含量的不断增加，其强度与硬度提高，塑性与韧性降低，作为焊接用钢，碳含量一般不超过0.15%。除具有一定的耐腐蚀性能之外，还具有$父尚的尚温强度及抗尚温氧化性能，在电站设备中的高温高压管道及航空发动机中广泛应用。
[0004]低碳马氏体不锈钢是在Crl3基础上，在大幅度降低碳含量的同时，将Ni含量控制在4% -6%的范围，还加入少量的Mo、Ti等合金元素的一类高强马氏体钢，除具有一定的耐腐蚀性能外，还具有良好的抗汽蚀、磨损性能，因此在水轮机及大型水泵中有广泛应用。
[0005]0Crl3Ni5Mo是一种低碳马氏体不锈钢，具有良好的耐酸性能和焊接性。广泛应用于水轮机转轮，泵壳，阀体，叶轮，电站压力管道上。研制一种马氏体不锈钢0Crl3Ni5Mo匹配的药芯焊丝，可进一步发展0Crl3Ni5Mo不锈钢的使用，发挥出它的经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能与耐蚀性能。
[0007]本发明的另一个目的是提供一种0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝的制备方法。
[0008]本发明所采用的技术方案是，0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成:金属铬粉5 % -12 %，金属锰粉4 % -6 %，硅铁5% -10%，钼粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%, Al-Mg合金粉7% -10%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100%。
[0009]本发明的特点还在于:
[0010]外皮材料为304不锈钢钢带。
[0011]该焊丝中药芯的填充率(质量比)为25%-28%。
[0012]该焊丝的直径为1.2-2.0_。
[0013]本发明所采用的另一个技术方案是，0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0014]步骤1，按质量百分比分别称取金属铬粉5% -12%，金属锰粉4% _6%，硅铁5% -10%，钼粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%，Al-Mg合金粉7% -10%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0015]步骤2，将步骤I称取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入水玻璃粘结剂混合均匀，然后放置在加热炉中烧结，碾碎后过筛，筛选粒度80-100目的混合粉；
[0016]步骤3，将步骤I称得的金属铬粉，金属锰粉，硅铁，钼粉，铁粉与步骤2制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时，得到药芯粉末；
[0017]步骤4，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将304不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25% _28%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到药芯焊丝;
[0018]步骤5，最后用拉丝机将步骤4制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0019]本发明的特点还在于，
[0020]步骤2中水玻璃粘结剂的添加量为药芯粉末总重量的20%。
[0021]步骤2中烧结的温度为500-650°C，时间为3_4h。
[0022]本发明的有益效果是，
[0023]1.本发明0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能与耐蚀性能，实现了 0Crl3Ni5Mo不锈钢的焊接。
[0024]2.本发明0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，施焊时不需外加保护气体，可实现自保护焊接，具有很好的焊接工艺性，焊接飞溅少，焊接烟尘少；适用于自动焊接设备，具有较高的生产效率。
【具体实施方式】
[0025]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0026]本发明0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成:金属铬粉5 % -12 %，金属锰粉4% -6 %，硅铁5 % -10 %，钼粉2.5 % -5 %，CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%, Li2C035% -8%, Al-Mg 合金粉?% -10%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100%。外皮材料为304不锈钢钢带。
[0027]该焊丝中药芯的填充率(质量比)为25% -28%。该焊丝的直径为1.2-2.0mm。
[0028]上述0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0029]步骤1，按质量百分比分别称取金属铬粉5% -12%，金属锰粉4% _6%，硅铁5% -10%，钼粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%，Al-Mg合金粉7% -10%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0030]步骤2，将步骤I称取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入药芯粉末总重量的20%水玻璃粘结剂混合均匀，然后放置在加热炉中烧结，温度为500-650°C，时间为3-4h，碾碎后过筛，筛选粒度80-100目的混合粉；
[0031 ] 步骤3，将步骤I称得的金属铬粉，金属锰粉，硅铁，钼粉，铁粉与步骤2制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时，得到药芯粉末；
[0032]步骤4，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将304不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25% _28%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到药芯焊丝；
[0033]步骤5，最后用拉丝机将步骤4制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0034]本发明0Crl3Ni5Mo不锈钢用自保护焊丝适用于药芯焊丝电弧焊(FCAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，不需外加保护气体。
[0035]药芯中各组分的作用:
[0036]1.铬，硅，钼是铁素体形成元素，配合使用可促使焊缝金属中形成铁素体，锰，是奥氏体形成元素，可促使焊缝金属中形成奥氏体。这两类金属粉经过合理的配比，可使焊缝转变成马氏体组织。
[0037]2.铬可以提高焊缝的耐蚀性，使焊接接头满足不锈钢的使用要求。
[0038]3.硅，锰有一定的脱氧作用作用，可净化焊缝。此外，硅还具有抗回火软化的作用，是焊缝在后续的热处理过程中保持一定的强度。锰还具有提高焊缝淬透性的作用，是焊缝在冷却的过程中全部转变成马氏体。
[0039]4.CaF2, S12, T12都具有造渣的作用，焊接时产生熔渣对熔池具有保护作用。CaF2, S12, T12同时还有调整熔渣粘度和碱度的作用。
[0040]5.CaCO3, 1^20)3具有造气的作用，焊接时产生二氧化碳气体，对熔池进行保护。
[0041]6.Al-Mg合金粉具有除氧的作用，焊接时易与氧气结合，从而保护了其他组分。
[0042]7.Fe是为了补充剩余质量，使药芯的总质量达到100%。
[0043]实施例1
[0044]步骤1，分别称取金属铬粉70g，金属锰粉40g，硅铁70g，钼粉40g，CaF2150g，Si0270g，Ti0240g，Ca⑶340g，Li2C0360g，Al-Mg 粉 80g，铁粉 340g ；
[0045]步骤2，将步骤 I 称取的 CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg 粉加入 200g 水玻璃粘结剂混合均匀，然后放置在加热炉中烧结，烧结时间为600°C，时间3h，碾碎后过筛，筛选粒度80-100目之间的混合粉；
[0046]步骤3，将步骤I称得的金属铬粉，金属锰粉，硅铁，钼粉，铁粉与步骤2制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时，得到药芯粉末；
[0047]步骤4，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将304不锈钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为27%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.4mm，得到药芯焊丝；
[0048]步骤5，最后用拉丝机将步骤4制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0049]用实施例1制备的焊丝，采用药芯焊丝电弧焊(FCAW)，焊接电流为180-200A，电压为22V，不需外加保护气体。焊接接头的抗拉强度为786Mpa，屈服极限为681Mpa，断面收缩率为62%，冲击功136J，接头性能符合0Crl3Ni5Mo的使用要