[发明专利]一种低六价铬排放的309不锈钢药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及适用于焊接不锈钢和碳钢或低合金钢的异种焊接、不锈钢复合钢板覆层的打底焊接等焊接材料领域，特别是涉及到焊接烟尘中的低六价铬（Cr⁺⁶）含量的气保护309不锈钢药芯焊丝。

背景技术

不锈钢药芯焊丝焊接奥氏体不锈钢具有效率高、成本低、自动化程度高，工艺性能好，焊缝成形美观；熔敷速度快，生产效率高，熔化速度快，其熔敷率约为85%-90%的特点,是不锈钢焊接技术发展的方向。

不锈钢中Cr的含量较高，焊接材料为了满足焊缝的耐腐蚀性会加入适量的Cr元素，使焊缝产生足够的耐腐蚀性以满足焊接要求。焊材和母材中Cr在焊接高温作用下蒸发并进入焊接烟尘，其中部分会被氧化成具有毒性的六价铬（Cr⁺⁶）。

六价铬（Cr⁺⁶）在人体内具有致癌作用，还会引起诸多的其他健康问题，如吸入某些较高浓度的六价铬化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿孔。短期大剂量的接触，在接触部位会产生不良后果，包括溃疡、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。摄入超大剂量会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。皮肤接触会造成溃疡或过敏反应六价铬（Cr⁺⁶）是最易导致过敏的金属之一，仅次于镍。为了保证焊接人员的健康，2006年美国职业安全与健康管理局（OSHA）新颁布了焊接烟尘中六价铬（Cr⁺⁶）的允许暴露极限值（PEL），8小时内由原来的52μg/m3降低到3μg/m3，并在2010进一步推荐为0.2μg/m³。

对不锈钢药芯焊丝而言，降低六价铬（Cr⁺⁶）生成物的稳定性，降低电弧周围的活性氧，提高电弧稳定性是降低六价铬（Cr⁺⁶）的主要途径。因此，本发明开发一种低六价铬（Cr⁺⁶）排放、焊接工艺优良的308不锈钢药芯焊丝。

发明内容：

本发明鉴于上述情况而形成的，其目的在于提供一种低六价铬（Cr⁺⁶）排放量，焊接工艺优秀的309不锈钢药芯焊丝。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低六价铬（Cr⁺⁶）排放的309不锈钢药芯焊丝，它由药芯和外用钢带组成，所述外用钢带为含碳量小于0.03%（重量）的奥氏体不锈钢带。

所述药芯占焊丝总重量的15%-30%，其中药芯各组成占药芯重量的百分比为：金属铬粉：25-28%，金属镍粉：13-16%，电解金属锰4-8%，铝粉：1-4%，金红石：20-25%，石英:4-7%,锆英砂：3-6%，长石3-5%，MnO₂：2-6%，冰晶石：1-2%，MFC添加剂：1-5%，余量为铁粉； 

上述MFC添加剂包括Zn、Cu、Si、聚四氟乙烯、氟化石墨和Li₂CO₃，它们的重量比依次为Zn：25-45%；Cu：5-15%；Si：2-10%；聚四氟乙烯：15-30%，氟化石墨：1-5%；Li₂CO₃：20-40%；机械混合后，需在电炉中加热至200-300℃搅拌均匀。

进一步，其中所述焊丝的直径在0.9-1.6mm之间。

原材料为Zn粉：80-120目， Cu粉：120-200目，原生聚四氟乙烯 (PTFE)粉，氟化石墨（CH₄F₂）100-200目， Li₂CO₃：80-200目，通过机械混合后，需在电炉中加热200-300℃，使得聚四氟乙烯 (PTFE)得以融化,取出后需搅拌。

熔敷金属中主要元素的含量在如下范围：C：0.021~0.03wt.%； Cr：22~25wt.%；Ni：12~14.0wt.%；Mn：0.5~2.5wt.%；Si：0.3~1wt.%； Fe：余量。

如上所述的奥氏体不锈钢焊接用309药芯焊丝，其中所述外用钢带优选为含碳量小于0.03%（重量）的304L不锈钢带。

如上所述的奥氏体不锈钢焊接用309药芯焊丝，其中所述焊丝的直径优选在0.9-1.6mm之间。