2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如海水，氯离子含量较高)的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。
[0003]双相不锈钢的金相组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%?28%，Ni含量在3%?10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475°C脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相t匕，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
[0004]2505双相不锈钢由25%的Cr、2%的Mo、5%的Ni以及0.25%的N所构成的不锈钢。研制2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝，使焊接接头具有与2505双相不锈钢匹配的力学性能与耐蚀性能，得到2505双相不锈钢焊接结构可进一步推广2505双相不锈钢的使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝，得到铁素体与奥氏体的焊缝组织，其焊接接头具有与2505双相不锈钢匹配的力学性能与耐蚀性能。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法。
[0007]本发明所采用的技术方案是，2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按质量百分比由以下组分组成:Cr38% -50%, NilO % -15%,Mo3% -5%,Mn2% _4%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100%。
[0008]本发明的特点还在于:
[0009]外皮材料为304不锈钢钢带。
[0010]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为25% -27%。
[0011]该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
[0012]本发明所采用的另一个技术方案是，2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0013]步骤1，按质量百分比分别称取Cr38 % -50 %, NilO % -15%, Mo3 % ~5 %,Mn2% -4%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0014]步骤2，将步骤I称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300°C，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0015]步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将不锈钢304钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25%-27%,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;
[0016]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0017]本发明的有益效果是，
[0018]1.本发明药芯焊丝能够得到铁素体与奥氏体双相焊缝组织，其焊接接头具有与2505双相不锈钢匹配的力学性能与耐蚀性能。
[0019]2.该药芯焊丝具有很好的焊接工艺性，焊接飞溅少，焊接烟尘少，焊接过程中无夹渣问题。
[0020]3.该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后无需清理，可连续施焊，有效提高了焊接生产效率。适合于自动焊接设备，具有较高的生产效率。
[0021]4.本发明药芯焊丝制备方法，工艺简单，操作方便，适合批量化生产。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0023]本发明2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按质量百分比由以下组分组成:Cr38% -50%, Ni 10% -15%, Mo3% -5%, Mn2% -4%,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。
[0024]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为25% -27%。该药芯焊丝的直径为
1.2-2.0mnin
[0025]上述2505双相不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0026]步骤1，按质量百分比分别称取Cr38 % -50 %, NilO % ~15%, Mo3 % ~5 %,Mn2% -4%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0027]步骤2，将步骤I称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300°C，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0028]步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将不锈钢304钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25%~27%,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;
[0029]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0030]本发明药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-220A，电压为20-25V，保护气体为CO2, Ar，或Ar20% _C0280%混合气体，气体流速为15_20L/min。
[0031]药芯中各组分的作用:
[0032]UCr, Mo是铁素体化元素，使焊缝中有生成铁素体组织的倾向；Ni，Mn是奥氏体化元素，使焊缝中有生产奥氏体组织的倾向。Cr，Ni, Mo, Mn四者配合，当所设计的比例合适时，焊缝会铁素体与奥氏体的双相组织，因此Cr，Ni, Mo, Mn的使用是为了使焊缝中最终生成铁素体与奥氏体的双相组织。
[0033]2、Cr还具有显著提高焊缝金属耐蚀性的能力，使焊缝的耐蚀性能够达到使用的要求。
[0034]3、Mo与Mn还具有提高焊缝强度的作用。
[0035]4、Ni可以保证焊缝具有一定的韧性。
[0036]5、铁补充了粉芯中剩余的重量，使粉芯重量达到100%。
[0037]实施例1
[0038]步骤I，分别称取 Cr380g，Nil20g, Mo50g, Mn40g, Fe410g ；
[0039]步骤2，将步骤I称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200°C，时间为2h，得到药芯粉末；
[0040]步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将不锈钢304钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25% -27%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
[0041]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0042]用实施例1制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-200A，电压为22V，保护气体为CO2，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为675Mpa，屈服极限为578Mpa，断面收缩率为55%，冲击功为52J。性能符合2505双相不锈钢的使用要求。
[0043]实施例2
[0044]步骤I，分别称取 Cr400g，Nil50g, Mo40g, Mn20g, Fe390g ；
[0045]步骤2，将步骤I称取的粉体混合均匀，然后放