[发明专利]一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝

说明书

  

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种焊丝，特别涉及一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝。 

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，不锈钢行业也得到较快的发展。不锈钢消费量的强劲增长，必将带动焊接市场的快速增长：一方面，钢材的品质进步促使不锈钢焊接材料的更新换代；另一方面，不锈钢焊接高效（自动化）进程明显提速，促使焊接材料的品种结构调整步伐加快。 

与传统的手工焊条、镀铜实芯焊丝、埋弧焊剂相比，采用不锈钢药芯焊丝进行焊接具有明显的优势，其一，焊接过程更加连续，而且可以实现自动焊接，从而减少了焊接接头，极大的提高了生产效率，是手工电弧焊的3-4倍，焊接质量好，节约了能源，降低了综合成本；其二，不锈钢药芯焊丝不存在发热和发红现象，且飞溅极小，焊缝光亮呈银白色，焊后一般不需要酸洗、打磨和抛光；其三，药芯焊丝中的药粉都经过高温烘焙，水分极少，焊接之前不需要烘干，气孔敏感性较低。所以不锈钢药芯焊丝广泛应用于造船、石化、压力容器、钢结构和工程机械等行业。 

因此，随着经济的快速、稳定、持续发展，市场对不锈钢材料的需求快速增长，对不锈钢药芯焊丝的需求量也越来越大，研制、开发一种与不锈钢配套的新型药芯焊丝，使其满足低成本的情况下，还具有焊接工艺性能良好、电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观的特点，是十分重要的研究课题。 

发明内容

    一种不锈钢焊接用的气保护药芯焊丝，包括不锈钢外皮和药芯，其特征在于,所述药芯包括以下重量百分比的组份： 

    Mn：1-6%；Si：0.1-5%；Cr：10-30%；Ni：5-25%；Na₂O和K₂O的总量：1-10%；氟化物：0.1-2%；TiO₂：15-30%；Fe：余量；

所述药芯的填充率为22-30%。

    优选地，所述的Si以硅铁的形式加入到药芯中。 

    优选地，所述的氟化物为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾和氟铝酸钠中的一种或者多种的组合。 

    优选地，所述的TiO₂以天然金红石的形式加入到药芯中。 

    优选地，所述的不锈钢外皮包括以下重量百分比的组份： 

    C：0.01-0.1%；Mn：0.5-1.5%；Si：0.1-1%；S：0.005-0.015%；P：0.005-0.035%；Cr：15-25%；Ni：5-15%；Fe：余量。

    优选地，所述的不锈钢外皮的厚度为0.3-0.5mm。 

    优选地，所述气保护药芯焊丝的直径为1.0-1.6mm。 

    优选地，所述的气保护药芯焊丝是在CO₂的保护气下进行焊接。 

本发明的构思如下： 

金属锰：锰是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF（针壮铁素体）形成。锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，但太高时则相反。同时Mn与Si的比值控制在3-8。锰还能与硫形成MnS，降低焊缝的杂质含量。多次试验确定Mn含量约（1-6%）时性能较佳。

硅铁：硅是重要的脱氧剂同时也是焊缝金属重要的合金剂。硅可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，但太高时则相反。采用硅锰联合脱氧，多次试验确定Si含量在（0.1-5%）时性能较好。 

镁粉：镁是强脱氧剂，对控制焊缝金属的含氧量有重要作用，同时能起到稳弧的作用，但其含量过高时会增加焊接烟尘不利于焊工健康。其含量控制在（0.1-5%）时性能好。 

金属铬：铬是常用的合金剂，铬是中等碳化物形成元素，在所有各种碳化物中，铬碳化物是最细小的一种，它可均匀地分布在钢体积中，起到细化晶粒的左右。在短时间加热下有阻碍晶粒长大作用，所以可减小过热敏感效应。金属铬占药芯的比例控制在10-30%时性能好。 

镍粉：镍能显著提高焊缝金属强度，有细化晶粒的作用，可降低钢的过热倾向性，提高强度、硬度、热稳定性。降低回火脆性，但过高会影响焊缝金属韧性。为了控制过渡到焊缝金属的镍含量，镍粉控制在（5-25%）时性能好。