[发明专利]一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝自保护药芯焊丝

说明书

本发明涉及一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝自保护药芯焊丝。其技术方案是：所述无缝自保护药芯焊丝是由70～80wt％的不锈钢钢带和20～30wt％的药芯粉料组成，药芯粉料填充在不锈钢钢带内。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；所述药芯粉料的化学组分及含量是：氟化钡为40～43wt％，大理石为5～8wt％，铝粉为8～10wt％，硅粉为2～4wt％，锰粉为7～10wt％，氮化锰为2～5wt％，镍粉为10～13wt％，铬粉为5～7wt％，余量为铁粉。本发明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。

技术领域

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

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，多年来虽能满足各类舰艇设计及使用要求，但屈服强度实际值较低，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，一种新型的低氮无磁舰艇钢(0Cr22Ni15Mn6Mo3N)已研制成功，所述钢种采用低氮含量(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，使所述钢种具有高强度、高塑韧性、无磁性及较好的耐海水腐蚀的特点。此外，氮的加入也使该类钢具有更加优良的耐腐蚀性能。该类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。

目前舰艇钢的焊接和修复主要采用熔化极气体保护焊、铝热焊、激光焊等焊接工艺。熔化极气体保护焊和激光焊等焊接工艺，由于受到装备的限制焊接作业必须在厂房内进行。铝热焊是自蔓燃焊接技术的一种，其具有操作条件简便，无需电、气的特点，在野外环境下对装甲破损处进行快速修复，但其只能进行平面修复难以实现全位置修复。

自保护焊有着以上焊接方法难以比拟的优点：无需外加气体，可在无法运送气瓶的野外场所焊接；抗风能力强，能在8m/s的风速条件下实焊；可保证舰艇钢母材机械性能；可实现全位置焊接，操作性强。特别对于在海面战场作战的舰艇产生的破损，采用自保护焊接的措施对其进行快速修复，可使其能迅速重新投入战场，促进战斗力再生。但目前尚无与所述低氮无磁舰艇钢相匹配的自保护药芯焊丝的公开报道。

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自保护药芯焊丝(以下简称无缝自保护药芯焊丝)，所述无缝自保护药芯焊丝用于低氮无磁舰艇钢焊接所形成的焊缝金属的强度高、塑韧性高、无磁性和耐海水腐蚀好，能满足新一代舰艇的技术要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述无缝自保护药芯焊丝是由70～80wt％的不锈钢钢带和20～30wt％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：氟化钡为40～43wt％，大理石为5～8wt％，铝粉为8～10wt％，硅粉为2～4wt％，锰粉为7～10wt％，氮化锰为2～5wt％，镍粉为10～13wt％，铬粉为5～7wt％，余量为铁粉。

所述无缝自保护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自保护药芯焊丝。