1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种1Cr12Ni2W1MoV不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯的质量百分比由以下组分组成：金属铬40％?50％，金属锰3％?6％，钼2.5％?5％，硅铁5％?10％，镍16?24％，其余为铁。本发明公开了其制备方法：将金属粉按比例配好，混合后烘干，添加到低碳钢钢带轧制成的U型槽、碾压闭合、拉拔、拉直，盘成圆盘，密封包装即可。本发明药芯焊丝焊缝成型美观，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和耐腐蚀性；焊后无需清理焊道，可进行连续施焊，提高了焊接生产率；焊丝制备方法简单，适用于自动焊机，适合批量化生产。
【专利说明】
1 Cr 12N i 2W1 MoV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lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型型药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]lCrl2Ni2WlMoV不锈钢为马氏体不锈钢，属于马氏体不锈耐热钢，这类钢种铬的质量分数为11%_12%，含碳量为0.11%-0.77%，是在Crl3型马氏体不锈钢的基础上，加入了Mo、W、V、Nb等合金元素发展出来的Crl3型码实体不锈钢。
[0003]马氏体不锈钢主要有Crl3和Crl7型两种，铬在钢中的作用是多方面的，如提高钢的强度、淬透性等，但主要作用是提高钢的耐腐蚀性，只有铬含量大于12%时，才能显著提高机体的电极电位，从而提高钢的耐蚀性。
[0004]lCrl2Ni2WlMoV是含有钨、钼、钒、铌的马氏体不锈耐热钢，具有较好的韧性和抗氧化性，具有较高的热强性，在淡水和湿空气中具有较好的耐蚀性。可用来制造航空用不锈耐热钢零件、汽轮机叶片及高应力部件。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝成型美观，焊后无需清理，可连续施焊，且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和耐腐蚀性能。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种lCrl2Ni2WlMoV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，lCrl2Ni2WlMoV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，按质量百分比由以下组分组成:金属铬40%-50%，金属锰3%-6%，钼2.5%-5%，硅铁5%-10%，镍16-24%，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]外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为(w% )P兰0.009%，S兰0.008%。
[0010]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为22%_26%。
[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，lCrl2Ni2WlMoV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，金属铬40%-50%，金属锰3%-6%，钼2.5%-5%，硅铁5%_10%，镍 16-24%，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称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300 0C，时间为2-3h，得到药芯粉末；
[0015]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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22 % -26%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，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ICr 12Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，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和耐腐蚀性。
[0019]2.本发明lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊。
[0020]3.本发明lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，适用于自动焊机，具有较高的生产效率。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0022]本发明lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，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40%-50%，金属锰3%-6%，钼2.5%-5%，硅铁5%-10%，镍16-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100%。外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为(界％汗刍0.009%，5刍0.008%。
[0023]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为22%_26%。该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm
[0024]上述lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0025]步骤I，金属铬40%-50%，金属锰3%-6%，钼2.5%-5%，硅铁5%-10%，镍16-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0026]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300 0C，时间为2-3h，得到药芯粉末；
[0027]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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22 % -26%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
[0028]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。
[0029]本发明lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-220A，电压为18-22V，保护气体为C02、Ar或Ar20%-C0280%混合气体，气体流速为15-20L/min。
[0030]药芯中各组分的作用:
[0031]1、金属铬，硅铁，钼具有铁素体化的作用，使焊缝中有生成铁素体的趋势，锰具有奥氏体化的作用，使焊缝中有生成奥氏体的趋势，几者配合使用，是为了使焊缝中产生一定比例的铁素体与奥氏体。
[0032]2、金属铬还具有提高接头耐蚀性的作用，时焊接接头符合不锈钢的使用要求。
[0033]3、硅，锰有一定的脱氧作用，可以精华焊缝。此外，硅还具有抗回火软化作用，使焊缝在后续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，使焊缝在冷却过程中全部转变为马氏体。
[0034]4、镍具有细化晶粒，提高焊缝韧性的作用。
[0035]5、铁用来补充剩余质量，使粉芯的质量达到100%。
[0036]实施例1
[0037]步骤I，金属络45g，金属猛3g，钼3g，娃铁6g，镍18g，铁25g，以上组分质量百分比之和为100%;
[0038]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200 0C，时间为2.5h，得到药芯粉末；
[0039]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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24%，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；
[0040]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。
[0041]实施例1所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为190A，电压为22V，保护气体为CO2气体，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为823Mpa，屈服极限为675Mpa，断面收缩率52%，冲击功为120J。性能符合lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的使用要求。
[0042]实施例2
[0043]步骤I，金属络50g，金属猛5g，钼4g，娃铁8g，镍20g，铁13g，以上组分质量百分比之和为100%;
[0044]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250 °C,时间为2.5h，得到药芯粉末；
[0045]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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%，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；
[0046]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。
[0047]实施例2所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180A，电压为22V，保护气体为CO2气体，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为811Mpa，屈服极限为663Mpa，断面收缩率54%，冲击功为125J。性能符合lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的使用要求。
[0048]实施例3
[0049]步骤I，金属络45g，金属猛6g，钼4g，娃铁8g，镍22g，铁15g，以上组分质量百分比之和为100%;
[0050]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250°C，时间为3h，得到药芯粉末；
[0051]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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26%，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；
[0052]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。
[0053]实施例3所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为200A，电压为21V，保护气体为CO2气体，气体流速为16L/min。焊接接头的抗拉强度为785Mpa，屈服极限为623Mpa，断面收缩率50%，冲击功为113J。性能符合lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的使用要求。
[0054]实施例4
[0055]步骤I，金属络40g，金属猛6g，钼5g，娃铁9g，镍24g，铁16g，以上组分质量百分比之和为100%;
[0056]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250°C，时间为2h，得到药芯粉末；
[0057]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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%，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；
[0058]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。
[0059]实施例4所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为210A，电压为20V，保护气体为CO2气体，气体流速为18L/min。焊接接头的抗拉强度为789Mpa，屈服极限为654Mpa，断面收缩率58%，冲击功为129J。性能符合lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的使用要求。
[0060]实施例5
[0061 ] 步骤I，金属络50g，金属猛4g，钼3g，娃铁7g，镍16g，铁20g，以上组分质量百分比之和为100%;
[0062]步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为250 °C,时间为2.5h，得到药芯粉末；
[0063]步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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22%，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；
[0064]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。
[0065]实施例5所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为220A，电压为18V，保护气体为Ar气体，气体流速为16L/min。焊接接头的抗拉强度为775Mpa，屈服极限为637Mpa，断面收缩率53%，冲击功为137J。性能符合lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的使用要求。
【主权项】
1.lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉，所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬40%-50%，金属锰3%-6%，钼2.5%-5%，硅铁5%-10%，镍16%-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100%。2.根据权利要求1所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素为(w% )P兰0.009%，S兰0.008%。3.根据权利要求1-2任一项所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为22%-26%。4.根据权利要求1-3任一项所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。5.根据权利要求1-4任一项所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬40%-50%，金属锰3%-6%，钼3%-5%，硅铁6%-9%，镍16%-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100% ； 优选地，所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬45%，金属锰3%，钼3%，硅铁6%，镍18%，铁25%，以上组分质量百分比之和为100% ;或 所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬50%，金属锰5%，钼4%，硅铁8%，镍20%，铁13%，以上组分质量百分比之和为100% ;或 所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬45%，金属锰6%，钼4%，硅铁8%，镍22%，铁15%，以上组分质量百分比之和为100% ;或 所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬40%，金属锰6%，钼5%，硅铁9%，镍24%，铁为16%，以上组分质量百分比之和为100% ;或 所述药芯按质量百分比由以下组分制成:金属铬50%，金属锰4%，钼3%，硅铁7%，镍16%，铁为20%，以上组分质量百分比之和为100%。6.根据权利要求1所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝由以下方法制备: 步骤I，按以下比例称取原料:金属铬40 %-50 %，金属锰3 % -6 %，钼2.5 % -5 %，硅铁5%-10%，镍16%-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100% ； 步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300°C，时间为2-3h，得到药芯粉末； 步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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22%-26 %，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝。7.权利要求1-6任一项所述的lCrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤I，按以下比例称取原料:金属铬40 %-50 %，金属锰3 % -6 %，钼2.5 % -5 %，硅铁5%-10%，镍16%-24%，铁13%-25%，以上组分质量百分比之和为100% ； 步骤2，将步骤I称取的金属粉混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干温度为200-300°C，时间为2-3h，得到药芯粉末； 步骤3，将宽低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带乳制成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22%-26 %，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝。8.权利要求1-6任一项所述的ICrl2Ni2WlMoV不锈钢用金属型药芯焊丝在焊接lCrl2Ni2WlMoV不锈钢中的用途。9.一种焊接lCrl2Ni2WlMoV不锈钢的方法，以熔化极气体保护焊(GMAW)进行焊接，焊接条件为焊接电流为180A-220A，电压为18V-22V，保护气体为Ar或CO2气体，气体流速为15L/min-18L/min;焊接所用焊条如权利要求1-6任一项所述的金属型药芯焊丝。
【文档编号】B23K35/24GK105945446SQ201610452496
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】张敏, 芦晓康, 舒少燕, 李继红
【申请人】西安理工大学