[发明专利]一种双相不锈钢用自保护药芯焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种双相不锈钢用自保护药芯焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。

背景技术

双相不锈钢(Duplex Stainless Steel，简称DSS)，指奥氏体与铁素体各约占50％，一般较少相的含量最少也需要达到30％的不锈钢。双相不锈钢在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如：海水，氯离子含量较高)的条件下时，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美；同时双相不锈钢的高强度和易于加工制造等诸多优异性能也使双相不锈钢得到广泛使用。

双相不锈钢由21％的Cr、2.5％的Mo、4.5％的Ni以及0.17％的N组成，通过控制[Cr]当量和[Ni]当量来调节奥氏体与铁素体的比例，其中[Cr]＝25.5，[Ni]＝9.5；其组织是由60％-40％的奥氏体和40％-60％的铁素体组成；国内双相不锈钢的种类有双相不锈钢板材、钢管、无缝管、棒材、管材及锻材等等。

双相不锈钢作为最常用的一种双相不锈钢，其使用量占到双相钢的80％以上，然而市场的焊丝大部分采用不锈钢钢带作为外皮，鲜有与双相不锈钢匹配的药芯焊丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种双相不锈钢用自保护药芯焊丝，用于双相不锈钢的焊接，得到的焊缝具有高耐蚀性能和良好的力学性能。

本发明还提供了上述双相不锈钢用自保护药芯焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种双相不锈钢用自保护药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：

金属铬30％-40％，金属镍10％-15％，钼8％-14％，电解锰2％-4％，石英4％-6％，氟化钙6％-10％，金红石5％-7％，氧化铝2％-4％，铝镁粉3％-6％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

药芯与外皮质量比1：(3-4)。

外皮材料为低碳钢钢带，且低碳钢钢带化学成分为：C的质量分数为：0.02％，Mn的质量分数为：0.25％，Si的质量分数为：0.19％。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种双相不锈钢用自保护药芯焊丝的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比分别称取如下原料：

金属铬30％-40％，金属镍10％-15％，钼8％-14％，电解锰2％-4％，石英4％-6％，氟化钙6％-10％，金红石5％-7％，氧化铝2％-4％，铝镁粉3％-6％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2、将步骤1中称取的石英、氟化钙、金红石、氧化铝和铝镁粉混合，得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，其中，添加的水玻璃粘结剂的质量为混合药粉A质量的20％，之后置于加热炉中烧结，再依次进行研磨、过筛处理，得到混合药粉B；

步骤3、将步骤1中称取的金属铬、金属镍、钼、电解锰、铁粉与步骤2制得的混合粉B混合，搅拌均匀后烘干，得到药芯粉末；

步骤4、称取外皮，将外皮置于药芯焊丝成型机的放带机上，将外皮轧制成U型槽，然后向U型槽中添加经步骤3得到的药芯粉末，再通过成型机将U型槽外皮闭合、拉拔，得到药芯焊丝半成品；

步骤5、用拉丝机将步骤4制备得到的药芯焊丝半成品拉直，盘成圆盘，密封包装，最终得到双相不锈钢用自保护药芯焊丝。

步骤2中：烧结温度为500℃-650℃，烧结时间为3h-4h。

步骤4中：药芯与外皮质量比1：(3-4)。

步骤4中：外皮材料为低碳钢钢带，低碳钢钢带化学成分为：C的质量分数为：0.02％，Mn的质量分数为：0.25％，Si的质量分数为：0.19％。

本发明的有益效果在于：

本发明双相不锈钢用自保护药芯焊丝，由外皮和药芯组成，外皮材料为低碳钢钢带，低碳钢钢带加工成药性焊丝，加工硬化小，不用外加降低屈服的装置，能节约生产成本和工序；本发明双相不锈钢用自保护药芯焊丝可用于双相不锈钢的焊接，焊接时飞溅少，焊缝成型美观，利用矿物渣系产生熔渣，对焊接熔池进行保护，得到的焊缝具有高耐蚀性能和良好的力学性能；由于本发明中研制的是自保护药芯焊丝，不用添加保护气，既节约了成本，又降低了对焊接时的工况要求，可用于采用FCAW-S的焊接；