[发明专利]一种奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及焊丝，特别是一种奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝。

背景技术

不锈钢以其优良的耐腐蚀性能得到了广泛应用。根据显微组织不同，不锈钢可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀析出强化不锈钢。其中奥氏体不锈钢的应用最为广泛，最为典型的奥氏体不锈钢18wt％Cr和8wt％Ni的不锈钢。焊接是生产不锈钢产品的重要加工方法。

药芯焊丝是今年来迅速发展的一种新型焊接材料，是目前焊接材料中技术含量最高的产品。目前国内药芯焊丝品种主要分为酸性药芯焊丝和碱性药性焊丝。市场上销售的不锈钢药芯焊丝大多数为酸性。和酸性药芯焊丝相比，碱性焊接材料具有低氢、高韧性、高抗裂性和优异的力学性能等优点，因此重要零件的焊接一般首选碱性焊材。但是碱性药芯焊丝在全位置焊接时，易造成焊道熔融下坠，仅适合平焊位置焊接。

现有碱性药芯焊丝用药芯粉都是由矿物粉和合金粉组成，其中的矿物粉要加入大理石，氧化镁等碱性物质。该类药芯焊丝有许多缺点：如，熔滴呈粗颗粒过渡，不能实现准喷射过渡，施焊过程中飞溅大；当氧化镁加入过多会使焊缝变窄和焊道通常呈凸型。并且由于渣的流动性太大，而不易实现全位置焊接。实际生产中为了保证焊接质量，通常会减少大理石加入量，但这样将同时降低渣的碱性，使焊缝抗裂性差。上述弱点严重影响了碱性药芯焊丝发展和应用。

钢渣是一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排出量约为粗钢产量的15%-20%。目前钢渣的利用率仅约10%，大部分钢渣作为废物抛弃，占用土地，污染环境，能否合理利用钢渣将关系到我国钢铁工业的健康发展。钢渣主要由CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO等氧化物及其复合化合物组成，其熔点相对纯大理石（主要成分为CaCO₃）、氧化镁等氧化物的熔点更低。中国专利申请201210101538.2公开了“一种以高钛渣为药粉主要原料制备的药芯焊丝”，该项发明仍属于酸性药芯范畴，以高钛渣取代钛型药芯焊丝中的金红石，达到降低药芯焊丝生产成本的目的。奥氏体不锈钢焊丝在焊接时易产生脱碳和敏化，从而降低其耐腐蚀性能。因此以钢渣做为一种药芯焊丝的主要组分，研究开发一种飞溅小、烟尘少、焊缝成型好、易于脱渣、耐腐蚀性强的奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝成为希望解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝，可有效解决奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝的问题。

本发明解决技术方案是，本发明碱性药芯焊丝是采用304低碳不锈钢带包覆药芯粉制成，药芯粉占焊丝总质量的20%~26%，所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣18%~25%、萤石12%~20%、金红石4%~10%、冰晶石1%~3%、铝镁合金1%~3%、铬粉22%~26%、电解锰5%~10%、镍粉6%~10%、钛粉0.4%-1.0%、铌粉0.3%-0.6%、锆英砂1%~5%、钾长石1%~4%、稳弧剂1%~5%和余量为铁粉，球磨，混合均匀制成；

所述的钢渣是炼钢排出的渣，是工业废弃物，其成分包括有SiO₂ 1.5%~3.0%、Al₂O₃44%~46.5%、MgO 7%~10%、CaO 42%~45%、FeO 0.5%~1.5%、MnO 1.0%~1.5%、S≤0.03%和P₂O₅≤0.06%；

所述的稳弧剂是由重量百分比计的K₂O 32%和TiO₂ 68%混合均匀组成；

所述萤石成分为CaF₂≥96%，S、P：≤0.01%，余量为杂质；

所述金红石成分为TiO₂：≥96%，S、P：<0.03%，余量为杂质；

所述冰晶石为工业一级；

所述铝镁合金粉中含Al为49.66%，，活性金属Al+Mg>98%；

所述铬粉纯度为Cr>99.5%

所述电解锰粉纯度为Mn>99.5%；

所述镍粉纯度为Ni：≥99.5%；

所述钛粉纯度为Ti≥97%；

所述铌粉纯度为Nb≥97%