[发明专利]一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝

说明书

本发明涉及一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝。其技术方案是：用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝是将20～25wt％的药芯粉料填充在75～80wt％的不锈钢钢带内。不锈钢钢带的化学组分及含量是：C为0.03～0.08wt％，Si≤1wt％，Mn≤2wt％，Cr为18～20wt％，Ni为8～11wt％，S≤0.03wt％，P≤0.03wt％，余量为Fe及不可避免的杂质；药芯粉料的化学组分及含量是：金红石为28～32wt％，石英砂为2～4wt％，钛酸钾钠为2～4wt％，硅粉为2～5wt％，锰粉为10～14wt％，氮化锰为2～6wt％，镍粉为20～25wt％，铬粉为8～10wt％，余量为铁粉。本发明用于低氮无磁舰艇钢的焊接所形成的焊缝金属强度高、塑韧性好、无磁性和耐海水腐蚀性优良，能满足新一代舰艇的技术要求。

技术领域

本发明属于无缝药芯焊丝技术领域。特别涉及一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝。

背景技术

917无磁钢是我国60～70年代发展起来的Mn-Al成份系无磁钢，是舰艇建造主要用钢，其含碳量和合金成份较高，属于完全非磁性单相奥氏体组织的中碳钢。随着舰艇逐渐向大排水量、大吨位及深海发展，对船体结构用钢的强度、耐蚀性也提出新要求。917钢综合性能虽好，能满足各类舰艇设计及使用要求，但屈服强度实际控制值整体较低，在300～450MPa范围之内；属于中碳钢，耐海水腐蚀性能相对较差。

为了满足舰艇发展的要求，已成功研制出高强度、耐海水腐蚀性能好的新型低氮无磁舰艇钢，其化学成分体系为：0Cr22Ni15Mn6Mo3N(以下称低氮无磁舰艇钢)，采用低氮含量(质量分数0.25-0.35)，通过采取固溶强化、析出强化及细晶强韧化机理，使该钢种具有高强度、高塑韧性、无磁性及耐海水腐蚀好。此外，氮的加入也使该类钢具有更加优良的耐腐蚀性能。新型低氮无磁舰艇钢定位于高Ni含量的超级奥氏体不锈钢，可满足舰艇船体结构高强度与高耐蚀的较高要求，然而能匹配新型低氮无磁舰艇钢的焊接材料未见公开报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝(以下简称无缝药芯焊丝)，保护气体采用80％Ar+20％CO₂焊接时，操作工艺性能优良、可平角位置焊接、电弧稳定和焊缝成形美观，用于低氮无磁舰艇钢焊接所形成的焊缝金属的强度高、塑韧性好、无磁性和耐海水腐蚀性优良，能满足新一代舰艇的无磁、高强、高韧和耐海水腐蚀的技术要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

所述无缝药芯焊丝是由75～80wt％的不锈钢钢带和20～25wt％的药芯粉料组成。

所述不锈钢钢带的化学组分及其含量是：C为0.03～0.08wt％；Si≤1wt％；Mn≤2wt％；Cr为18～20wt％；Ni为8～11wt％；S≤0.03wt％；P≤0.03wt％；余量为Fe及不可避免的杂质。

所述药芯粉料的化学组分及其含量是：金红石为28～32wt％；石英砂为2～4wt％；钛酸钾钠为2～4wt％；硅粉为2～5wt％；锰粉为10～14wt％；氮化锰为2～6wt％；镍粉为20～25wt％；铬粉为8～10wt％；余量为铁粉。

所述无缝药芯焊丝的制备方法是：将所述药芯粉料填充在拉拔成O型的所述不锈钢钢带内，经高频焊接、减径和表面陶瓷喷涂处理，即得用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝药芯焊丝。

所述低氮无磁舰艇钢为0Cr22Ni15Mn6Mo3N钢板。

所述金红石的纯度≥99％，金红石的粒度≤0.3mm。

所述石英砂的纯度≥99％，石英砂的粒度≤0.3mm。

所述钛酸钾钠纯度≥99％，粒度≤0.3mm。

所述硅粉的Si含量为70.0～77.0wt％，硅粉的粒度为0.1～0.3mm。