[发明专利]焊接用不锈钢线材及其线材用钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接用不锈钢线材及其线材用钢的冶炼方法。

背景技术

焊接用不锈钢线材中微量元素有氧、硫、铝、钙、硼、钴，它们对焊接的影响主要表现在焊接时飞溅、焊缝成形、焊缝裂纹敏感性等方面。现有的焊接用不锈钢线材标准中，没有规定微量元素的含量，生产焊接用不锈钢线材的厂方根据使用要求和钢种摸索整微量元素的含量，由于微量元素对焊接用不锈钢的影响不明确，而且焊接用不锈钢线材的钢种较多，确定微量元素在具体的钢种的含量，难度很大。如果不锈钢焊接材料中微量元素控制不当，在焊接时会出现金属飞溅大、焊缝成形不好等问题。焊接时飞溅增大，会降低焊丝的熔敷系数，从而增加焊丝及电能的消耗，降低焊接生产率，而且使劳动条件变差。不锈钢焊缝成形不好，焊缝宽窄不均，与母材结合面小，影响美观，更重要是影响焊接接头质量。

发明内容

为了克服现有焊接用不锈钢线材的上述不足，本发明提供一种焊接中避免金属飞溅大、焊缝成形不好的焊接用不锈钢线材，同时提供一种焊接用不锈钢线材用钢的冶炼方法。

本发明提出焊接用不锈钢线材中的微量元素含量控制范围，可以解决不锈钢焊接中金属飞溅大、焊缝成形不好、焊缝裂纹敏感性大的问题。

表面张力是液体表面薄层内分子间的相互作用形成的拉力，表面张力使液体表面积尽量地减小。表面张力系数小者，几乎能浸润一切固体；表面张力系数大，基本保持球状。

不锈钢焊接时熔滴表面张力大，不易直接过渡到达熔池，在焊接电流作用下，部分熔滴飞向熔池之外，形成飞溅。不锈钢焊接时熔池钢液表面张力大，钢液流动性差，浸润性不好，使焊缝成形不好。

液体的表面张力与液体温度、液体纯度及溶质种类有关，因此不锈钢焊接材料中的微量元素含量对焊接时熔滴和钢液的表面张力有重要影响。其中氧、硫等元素降低表面张力，又叫表面活性元素，而钙、铝等元素增加表面张力。

提高不锈钢热塑性的常用微量元素硼对不锈钢焊接也有不良影响，原因是硼含量高于0.003％时会使钢中产生的硼相(Fe3(CB)、Fe3(BC)6、Fe2B)沿奥氏体晶界析出，产生热脆现象，使焊缝裂纹敏感性增加。

另外，焊接用不锈钢线材中的钴含量在有关核电站设备的焊接过程中，由于钴有吸收中子的作用，会造成辐射强度增加，所以核电站用的焊接用不锈钢线材中对钴含量也会有要求。

本发明经过对用不同微量元素含量的焊接不锈钢线材生产的不锈钢焊丝进行试验，得到了焊接用不锈钢线材中适当的微量元素含量范围。

本焊接用不锈钢线材中的特征是控制了其中的微量元素，微量元素氧、硫、钙、铝、硼与钴的含量(重量百分数)为：

O 0.003-0.015％；S  0.005-0.015％；0＜Ca≤0.005％；

0＜Al≤0.03％；0＜B≤0.003％；0＜Co≤0.2％。

本焊接用不锈钢线材适用于多种焊接用不锈钢，主要适用的钢种有H022Cr21Ni10、H022Cr18Ni12Mo2、H022Cr23Ni13、H022Cr21Ni10Si、H022Cr18Ni12Mo2Si、H022Cr23Ni13Si。

本发明的一种焊接用不锈钢线材的成分的重量百分比为：0＜C≤0.03％；0＜Si≤1.00％；0＜P≤0.035％；Cr 18.50-24.00％；Ni 9.50-14.00％；O 0.003-0.015％；S 0.005-0.015％；0＜Ca≤0.03％0＜Al≤0.03％；0＜B≤0.003％；0＜Co≤0.2％；

其余为Fe和不可避免的杂质。

H022Cr18Ni12Mo2、H022Cr18Ni12Mo2Si焊接用不锈钢线材中含有钼，在上述的不锈钢线材的成分中加有钼，加入的重量百分比为：Mo 2.00-3.00％。

本发明的另一种焊接用不锈钢线材的成分的重量百分比成为：0＜C≤0.03％；0＜Si≤1.00％；0＜P≤0.035％；Cr 18.50-24.00％；Ni 9.50-14.00％；O 0.003-0.015％；S 0.005-0.015％；0＜Ca≤0.03％0＜Al≤0.03％；0＜B≤0.003％；0＜Co≤0.2％；Mo 2.00-3.00％；其余为Fe和不可避免的杂质。

本焊接用不锈钢线材的直径有Φ5.5mm、Φ6.0mm、Φ6.5mm多种。

本焊接用不锈钢线材用钢的冶炼方法包括下述依次的步骤：