[发明专利]一种防开裂不锈钢焊丝及其制备方法

说明书

本发明属于焊接材料领域，涉及不锈钢焊丝材料，具体涉及一种防开裂不锈钢焊丝及其制备方法。焊丝由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比计由以下组份组成：SiO₂ 5‑10%、氟化稀土3‑8份、凹凸棒粘土1‑5%、草酸钙3‑8%、合金粉10‑15%、金属铬5‑8%、锰铁5‑10%、钼粉1‑3%、碳酸钾3‑5%、碱金属氧化物5‑12%、钛酸盐2‑9%、余量为铁，以上组分质量百分比之和为100%。本发明的一种防开裂不锈钢焊丝及其制备方法，焊丝焊接工艺性能优良、韧性好、强度高等较优的力学性能，且防开裂效果显著；电弧稳定、飞溅小、脱渣容易、成形细致美观、可全位置焊接；制备方法简单、成本低、效率高、环保无污染、可实现规模化生产。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及不锈钢焊丝材料，具体涉及一种防开裂不锈钢焊丝及其制备方法。

背景技术

随着现代工业技术的发展，不锈钢以其优良的机械性能、耐蚀性，得到广泛的应用，然而其焊接问题也愈显突出。在实际焊接过程中，焊接接头的强韧性与母材的强韧化水平存在较大差异，这就使得产品的生产成本增加，容易引发安全事故。在进行轧辊、磨盘、磨辊等大型特种耐磨件堆焊修复时，由于母材本身大多为中高碳合金钢，可焊性较差，焊接过程容易出现裂纹，且堆焊层厚度大大受到限制，使用过程易出现剥落、掉块等现象。使得大型特种耐磨件的使用寿命和次数大大降低。相比于其它连接技术，焊接技术在工程生产中应用最为广泛，焊接结构随焊接技术的发展而产生，从 20 世纪 20 年代开始得到了越来越广泛的应用。据统计，我国焊接结构用钢占钢产量的 50％左右，在工业发达国家这一比例更高。然而焊接结构经常发生断裂事故，大量统计资料表明，工程结构失效有 80％以上是由焊接裂纹引起的，对于承受循环载荷的焊接构件有90％以上的失效是由于裂纹破坏。

不锈钢焊丝可分为铬不锈钢焊丝和铬镍不锈钢焊丝。铬不锈钢具有一定的耐蚀（氧化性酸、有机酸、气蚀）耐热和耐蚀性能。通常被选作电站、化工、石油等设备材料。但铬不锈钢一般情况下可焊性较差，应注意焊接工艺、热处理条件及选用合适的电焊条。铬镍不锈钢焊丝具有良好耐腐蚀性和抗氧化性，广泛应用于化工、化肥、石油、医疗机械制造。为防止由于加热而产生晶间腐蚀，焊接电流不宜太大。由于不锈钢焊丝的焊芯的电阻值比碳钢大，导热性比碳钢差，且不锈钢熔滴的表面张力大，因而在焊接过程中其熔滴是以大颗粒短路过渡为主，所以随着焊接时间的延长和温度升高，就会产生焊接工艺性能不够理想，焊缝的机械性能降低。目前，国产不锈钢焊丝多年来一直存在焊丝电弧不稳定、焊后内应力大，易开裂和易形成弧坑、工艺稳定性差等问题，严重影响焊件质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种防开裂不锈钢焊丝及其制备方法，该焊丝焊接工艺性能优良、强度高、电弧稳定、飞溅小、焊后内应力小，不易开裂和不易形成弧坑的。

本发明所要解决的技术问题是，提供一种过渡层堆焊用不锈钢明弧药芯焊丝，具

有自保护特性，即可直接焊接不需焊剂和气体保护，可明弧焊接，能间接观察熔池和焊缝，

方便调节焊丝工艺性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防开裂不锈钢焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比计由以下组份组成：SiO₂ 5-10%、氟化稀土3-8份、凹凸棒粘土1-5%、草酸钙3-8%、合金粉10-15%、金属铬5-8%、锰铁5-10%、钼粉1-3%、碳酸钾3-5%、碱金属氧化物5-12%、钛酸盐2-9%、余量为铁，以上组分质量百分比之和为100%。

进一步，上述所述的外皮材料为304不锈钢钢带。

进一步，上述所述的药芯填充率占焊丝的质量比为28％-30％。

进一步，上述所述的合金由镁30-35%，铝15-20%，钛40-45%，硼5-10%组成。