一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝，属于焊接材料领域。本发明提供的气保护药芯焊丝，其药芯包括以下重量百分比的组份：Mn：1-6%；Si：0.1-5%；Cr：10-30%；Ni：5-25%；Na2O和K2O的总量：1-10%；氟化物：0.1-2%；TiO2：15-30%；余量为Fe；所述药芯的填充率为22-30%。本发明提供的气保护药芯焊丝，在纯CO2的条件下进行焊接，焊接后的熔敷金属：抗拉强度≥520Mpa、延伸率≥35%。并且焊接工艺性能良好，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，采用短路过渡可以实现立向下焊接。
【专利说明】一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种焊丝，特别涉及一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝。
【背景技术】
[0003]近年来，随着经济的快速发展，不锈钢行业也得到较快的发展。不锈钢消费量的强劲增长，必将带动焊接市场的快速增长:一方面，钢材的品质进步促使不锈钢焊接材料的更新换代；另一方面，不锈钢焊接高效(自动化)进程明显提速，促使焊接材料的品种结构调整步伐加快。
[0004]与传统的手工焊条、镀铜实芯焊丝、埋弧焊剂相比，采用不锈钢药芯焊丝进行焊接具有明显的优势，其一，焊接过程更加连续，而且可以实现自动焊接，从而减少了焊接接头，极大的提高了生产效率，是手工电弧焊的3-4倍，焊接质量好，节约了能源，降低了综合成本；其二，不锈钢药芯焊丝不存在发热和发红现象，且飞溅极小，焊缝光亮呈银白色，焊后一般不需要酸洗、打磨和抛光；其三，药芯焊丝中的药粉都经过高温烘焙，水分极少，焊接之前不需要烘干，气孔敏感性较低。所以不锈钢药芯焊丝广泛应用于造船、石化、压力容器、钢结构和工程机械等行业。
[0005]因此，随着经济的快速、稳定、持续发展，市场对不锈钢材料的需求快速增长，对不锈钢药芯焊丝的需求量也越来越大，研制、开发一种与不锈钢配套的新型药芯焊丝，使其满足低成本的情况下，还具有焊接工艺性能良好、电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观的特点，是十分重要的研究课题。
【发明内容】
[0006]一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝，包括不锈钢外皮和药芯，其特征在于，所述药芯包括以下重量百分比的组份:
Mn:1-6% ；Si:0.1-5% ；Cr:10-30% ；N1:5-25% ；Na20 和 K2O 的总量:1-10% ;氟化物:
0.1-2% ；Ti02:15-30% ；Fe:余量；
所述药芯的填充率为22-30%。
[0007]优选地，所述的Si以硅铁的形式加入到药芯中。
[0008]优选地，所述的氟化物为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾和氟铝酸钠中的一种或者多种的组合。
[0009]优选地，所述的TiO2以天然金红石的形式加入到药芯中。
[0010]优选地，所述的不锈钢外皮包括以下重量百分比的组份:
C:0.01-0.1% ；Mn:0.5-1.5% ；S1:0.1-1% ；S:0.005-0.015% ；P:0.005-0.035% ；Cr:15-25% ；N1:5-15% ；Fe:余量。[0011]优选地，所述的不锈钢外皮的厚度为0.3-0.5mm。
[0012]优选地，所述气保护药芯焊丝的直径为1.0-1.6mm。
[0013]优选地，所述的气保护药芯焊丝是在CO2的保护气下进行焊接。
[0014]本发明的构思如下:
金属锰:锰是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF (针壮铁素体)形成。锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反。同时Mn与Si的比值控制在3-8。猛还能与硫形成MnS,降低焊缝的杂质含量。多次试验确定Mn含量约(1-6%)时性能较佳。
[0015]硅铁:硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂。硅可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反。采用硅锰联合脱氧，多次试验确定Si含量在(0.1-5%)时性能较好。
[0016]镁粉:镁是强脱氧剂，对控制焊缝金属的含氧量有重要作用，同时能起到稳弧的作用，但其含量过高时会增加焊接烟尘不利于焊工健康。其含量控制在(0.1-5%)时性能好。
[0017]金属铬:铬是常用的合金剂，铬是中等碳化物形成元素，在所有各种碳化物中，铬碳化物是最细小的一种，它可均匀地分布在钢体积中，起到细化晶粒的左右。在短时间加热下有阻碍晶粒长大作用，所以可减小过热敏感效应。金属铬占药芯的比例控制在10-30%时性能好。
[0018]镍粉:镍能显著提高焊缝金属强度，有细化晶粒的作用，可降低钢的过热倾向性，提高强度、硬度、热稳定性。降低回火脆性，但过高会影响焊缝金属韧性。为了控制过渡到焊缝金属的镍含量， 镍粉控制在(5-25%)时性能好。
[0019]Na20、K20:作为配方中的稳弧剂。主要来自K2Ti03、K2Si03、Na2SiO3、钠长石和钾长石。Na20、K2O增加，电弧稳定性增加、呈喷射过渡、熔滴尺寸减小，电弧声音变好。控制在(1-10%)时性能好。
[0020]氟化物:选用氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾、冰晶粉中的一种和多种。降低熔敷金属的扩散氢含量。含量过高，电弧不稳、飞溅变大、电弧声音变差。控制氟化物的比例(0.5-2%)时性能好。
[0021]天然金红石:天然金红石是常用的造渣剂和稳弧剂，主要成分为TiO2，含量越多，电弧越稳定。天然金红石比例为(15-30%)时性能好。
[0022]铁粉:提闻焊接效率和提供少量的氧用于稳弧。为了保证闻的溶敷效率，铁粉控制在(余量)。
[0023]与现有技术比较，本发明的有益效果是:
1.用本发明提供的气保护药芯焊丝焊接后的熔敷金属:抗拉强度> 550Mpa、延伸率^ 43%。并且焊接工艺性能良好，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，采用短路过渡可以实现立向下焊接。
[0024]2该发明焊丝生产工艺简单、合金系统设计合理，焊丝综合成本低。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0026]实施例1
选用IOmmX0.4mm的钢带，其化学成分(按重量百分比计)0.01-0.1%的碳、0.5-1.5%的锰、0.1-1% 的硅、0.005-0.015% 的硫、0.005-0.035% 的磷、15-25% 的铬、5-15% 的镍、余量为铁，药芯组成按重量百分数计，药芯占焊丝重量的25%，其中的药芯组成的质量百分比为6%的电解锰、0.6%的硅铁、0.4%的镁粉、18%的金属铬、16%的镍粉、6%的Na20、K20、0.8%的氟化物、24%天然金红石、余量的铁粉。焊接参数:I=200-220A、U=30-32V、气体流量20L/min、纯CO2气体。
[0027]熔敷金属化学成分\按重量百分比计算，余量为Fe )见下表:
【权利要求】
1.一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝，包括不锈钢外皮和药芯，其特征在于，所述药芯包括以下重量百分比的组份:
Mn:1-6% ；Si:0.1-5% ；Cr:10-30% ；N1:5-25% ；Na20 和 K2O 的总量:1-10% ;氟化物:0.1-2% ；Ti02:15-30% ；Fe:余量； 所述药芯的填充率为22-30%。
2.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的Si以硅铁的形式加入到药芯中。
3.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的氟化物为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾和氟铝酸钠中的一种或者多种的组合。
4.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的TiO2以天然金红石的形式加入到药芯中。
5.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的不锈钢外皮包括以下重量百分比的组份:
C:0.01-0.1% ；Mn:0.5-1.5% ；S1:0.1-1% ；S:0.005-0.015% ；P:0.005-0.035% ；Cr:15-25% ；N1:5-15% ；Fe:余量。
6.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的不锈钢外皮的厚度为0.3-0.5mm。
7.根据权利要求 1-6中任一项所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述气保护药芯焊丝的直径为1.0-1.6mm。
8.根据权利要求1所述的气保护药芯焊丝，其特征在于，所述的气保护药芯焊丝是在CO2的保护气下进行焊接。
【文档编号】B23K35/30GK103737198SQ201410016873
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】袁均山, 赵佳, 蒋勇, 赵庆国 申请人:四川大西洋焊接材料股份有限公司