[发明专利]一种低六价铬排放的347不锈钢药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及适用于焊接焊18%Cr-12%Ni-2%Mo-N不锈钢(SUS316等)，低碳19%Cr-13%Ni-3%Mo不锈钢（SUS317L等)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347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更新为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，在开发一种低六价铬（Cr⁺⁶）排放量、焊接工艺优秀的308不锈钢药芯焊丝过程中如何选择降低六价铬（Cr⁺⁶）生成的添加剂是本发明决绝的问题之一。

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347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347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，并且所述药芯的含碳量不高于0.04%（重量）。

所述药芯占焊丝总重量的18%-25%，其中药芯各组成占药芯重量的百分比为：金属铬粉：21-25%，金属镍粉：6-10%，电解金属锰2-5%，铝粉：1-4%，金红石：24-30%，石英:4-7%，萤石：0.5-2.5%，硅灰石：3-7%，冰晶石：1-3%，，氟硅酸钾3-6%，长石：2-5%铌铁：5-9%，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%；且Zn粉：80-120目，Cu粉：120-200目，聚四氟乙烯粉100-200目，氟化石墨100-200目，Li₂CO₃：80-200目，通过机械混合后，需在电炉中加热至200-300℃搅拌均匀。

进一步，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)得以融化却不挥发，搅拌后聚四氟乙烯(PTFE)会依附在其它颗粒上。

熔敷金属中主要元素的含量在如下范围：C：0.021～0.03wt.%；Cr：19～21.5wt.%；Ni：9～11.0wt.%；Mn：0.5～2.5wt.%；Si：0.3～1wt.%；Nb：0.6-1%，Fe：余量。