[发明专利]一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝金属芯药芯焊丝

说明书

本发明涉及一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝金属芯药芯焊丝。其技术方案是：将20～30wt％的药芯粉料填充在拉拔成O型的不锈钢钢带内，经高频焊接、减径和表面陶瓷喷涂处理即得无缝金属芯药芯焊丝。不锈钢钢带的化学组分是：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是：石英砂为2～5wt％，氟化锂为0.5～1.2wt％，氟化稀土为0.5～1wt％，硅粉为4～8wt％，锰粉为15～20wt％，氮化锰为10～16wt％，镍粉为20～25wt％，铬粉为18～20wt％，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

本发明属于无缝金属芯药芯焊丝技术领域。具体涉及一种用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝金属芯药芯焊丝。

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，属于完全无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钢综合性能良好，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，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)。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，然而能与该低氮无磁舰艇钢相匹配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金属芯药芯焊丝，保护气体采用80％Ar+20％CO₂焊接时，操作工艺性优良、电弧稳定、成型良好和能实现全位置焊接；所述无缝金属芯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性好，能满足新一代舰艇的无磁、高强、高韧和优良耐海水腐蚀性的技术要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

所述用于低氮无磁舰艇钢焊接的无缝金属芯药芯焊丝(以下简称无缝金属芯药芯焊丝)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：石英砂为2～5wt％；氟化锂为0.5～1.2wt％；氟化稀土为0.5～1wt％；硅粉为4～8wt％；锰粉为15～20wt％；氮化锰为10～16wt％；镍粉为20～25wt％；铬粉为18～20wt％；余量为铁粉。

所述无缝金属芯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的无缝金属芯药芯焊丝。

所述低氮无磁舰艇钢为0Cr22Ni15Mn6Mo3N钢板。

所述石英砂中的SiO₂含量≥99wt％，石英砂的粒度为0.1～0.2mm。

所述氟化锂的纯度≥99％，氟化锂的粒度为0.15～0.2mm。

所述氟化稀土的纯度≥99％，氟化稀土的粒度为0.15～0.20mm。