[发明专利]双相不锈钢用焊剂空心焊丝

说明书

1、技术领域：

本发明涉及一种用于焊接双相不锈钢的焊丝，更具体的说，是一种用于焊接化学工业中使用的各种设备，例如用海水作为冷却水的冷凝器管路、石油化学工业用的热交换器及油井管路等的奥氏体和铁素体不锈钢中，在可焊性、耐裂纹性、耐应力腐蚀性和耐点蚀性上能形成优良焊接区的焊剂空心焊丝。

2、背景技术

不锈钢是一种合金钢，即向钢中加铬以提高耐腐蚀性，按化学成分主要分类为铬基钢和铬镍基钢而按金相结构主要分类为五种，例如马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体—铁素体钢和沉淀硬化钢。

马氏体和铁素体钢为铬基不锈钢，其中具有代表性带有13铬不锈钢的马氏体钢具有耐腐蚀性和耐热性，广泛地用作一般机器结构钢，而作为代表性的具有18铬不锈钢的铁素体钢机械性能较差，因为材料质量不能通过热处理而提高，总之，铁素体钢容易焊接，具有BBC(体心立方)结构的铁磁性，成形性好，广泛用于家用商品和机动车部件上。

奥氏体钢是一种铬镍基不锈钢，18-8不锈钢就是具有代表性的一种。奥氏体不锈钢是一种非磁性FCC(面心立方)结构工业用基本不锈钢并且韧性和耐腐蚀性优越，目前正在以此开发各种增强型钢材。

沉淀硬化不锈钢，是将沉淀硬化剂搀入铬镍基不锈钢中以提高强度，降低因淬火热处理产生的变形，用于机器部件，例如必须是可成形性好和强度高的耐腐蚀的弹簧、轴、阀和叶轮等。

另外，奥氏体-铁素体双基不锈钢含有20-25％铬和4-8％镍，单独或混合加入钼、铜、氮等以获得具有50-80％铁素体和奥氏体均衡量基材的显微结构并具有良好的耐海水腐蚀的各种化学工业。

在获得铁素体不锈钢耐应力腐蚀性强的优点的同时，目前相应地研究开发了有关双相不锈钢以提高耐点蚀和晶间腐蚀性。

当双相不锈钢接触含有卤铁，如氯、氟等水溶液时，由于存在卤铁被吸收到形成在不锈钢表面上的钝态膜疵点上造成避开金属而毁坏钝态膜疵点并产生点蚀的缺点，所以，这就是为什么焊接区性能特别重要的原因。

综上所述，都存在着相关工艺的奥氏体不锈钢用焊丝对双相不锈钢的可焊性差的问题并在获得对应于双相不锈钢性能的焊接区中有一定难度。

3、发明内容：

本发明的填充有焊剂的不锈钢包皮的双相不锈钢用的焊剂空心焊丝中，就焊丝总重量而论，焊剂含有：0.02～0.10％碳；0.10～1.0％硅；1.0～3.0％锰；15～35％铬；7.0～12.0％镍；1.5～3.5％钼；0.02～0.2％氮；0.02～0.2％铌和0.5～5.6％焊渣形成剂。

另外，构成本发明的焊剂空心焊丝的焊剂成分可同时满足上述含量范围和以下公式1和2。

4、附图说明

图1A—图1C表示一种焊接情况；

图1A是一种平焊焊区剖面视图；

图1B是一个表示水平角焊的概念视图；

图1C是一个表示仰焊的概念视图

5、具体实施方式

本发明的上述目的可通过向奥氏体和奥氏体—铁素体不锈钢包皮中填充以约焊丝总重量15～35％的量含有碳、硅、锰、铬、镍、钼、氮、铌等的焊剂来实现。

这里，焊剂的量约为焊丝总重量的15～35％，因为焊剂的量不足15％会造成覆盖焊道外表面的焊渣生成量不足而焊剂量超过35％会造成焊渣生成量过大，因此，在进给期间，由于焊剂的焊道负荷，焊丝容易弯曲，而降低进给速度。

本发明的填充有焊剂的不锈钢包皮的双相不锈钢用的焊剂空心焊丝中，就焊丝总重量而论，焊剂含有：0.02～0.10％碳；0.10～1.0％硅；1.0～3.0％锰；15～35％铬；7.0～12.0％镍；1.5～3.5％钼；0.02～0.2％氮；0.02～0.2％铌和0.5～5.6％焊渣形成剂。另外，构成本发明的焊剂空心焊丝的焊剂成分可同时满足上述含量范围和以下公式1和2：1.5≤{(Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb)/(Ni+0.5Mn+30C+30N)}≤2.3…公式1，和25≤PREN≤45…公式2式中PREN(耐点蚀等同数)＝(Cr+3.3Mo+16N)。

为获得母材高强度焊缝金属和韧性，可通过使用Schaeffler示意图的铬、镍等同重量形成公式来获得公式1。当公式的数值不足1.5时，焊缝金属固化在奥氏体相中，热裂敏感指数趋向高并且不能获得合适的强度。当该数值超过2.3时，铁素体含量增加了而降低了韧性。