[发明专利]一种用于高强装甲钢焊接的含稀土不锈钢焊条及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于高强装甲钢焊接的含稀土不锈钢焊条及其制备方法，由不锈钢焊芯和含稀土药皮两部分组成，含稀土药皮由固体组分和液体组分组成。固体组分：41wt％大理石、35wt％萤石、11wt％硅铁、2wt％金云母、2wt％硅微粉、1wt％碳酸钠、2‑5wt％稀土氧化物和3‑6wt％白云石，液体组分为钾钠水玻璃；不锈钢焊芯中碳≦0.04wt％、硅≦0.05wt％、锰≦1.00wt％、铬为18.0‑21.0wt％、镍为9.0‑11.0wt％，余量为铁；将固体组分粉料混合均匀后，加入钾钠水玻璃混合均匀，将含稀土药皮压涂于不锈钢焊芯上，自然晾干24小时，再经烘干制得含稀土不锈钢焊条。本发明制备得到的不锈钢焊条强度高、韧性大，具有电弧稳定性好、飞溅量小、溶渣覆盖性好及脱渣性能优良的优点，能够满足高强装甲钢焊接领域的应用需求。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域。具体地说是涉及到一种用于高强装甲钢焊接的含稀土不锈钢焊条及其制备方法。

背景技术

目前，高强装甲钢是一种用于我国军事作战装备的保护性合金材料,在重型坦克、装甲车等大型复杂武器装备中得以广泛的应用，其中多数高强装甲钢结构件是采用传统手工电弧焊来实现可靠的永久连接。装甲钢作为装甲车辆的主要焊接结构材料，需要具有足够的强度和刚度，以承受各种负荷，满足其防护这一主要作用的应用需求。装甲钢板在战斗中常常受到不同程度的轰击，作为车体装甲板连接手段的焊缝，将承受巨大的载荷。焊缝比较重要的一个功能是要保证车体装甲板在受到很强地动能冲击时仍能保持可靠的连接，因此这就要求装甲钢的焊接接头需具有一定的强度和良好的塑性。由于装甲钢的碳当量较高，并且合金元素含量较大，焊接性较差。目前，对于高强装甲钢的焊接材料主要有奥氏体不锈钢焊条、铁素体不锈钢焊条和奥氏体/铁素体双相不锈钢焊条。

对于高强装甲钢来说，焊条选择的原则是尽量避免焊接裂纹的产生、焊接工艺性良好和焊缝力学性能满足要求。虽然，传统的奥氏体焊条的脱硫、脱磷能力较强，焊缝含氢量较低，在焊前预热的条件下能够满足装甲钢焊接接头的抗裂性和力学性能。但是，传统的不锈钢焊条普遍存在工艺性能较差的缺点，如存在电弧稳定性和脱渣性较差、飞溅较大导致金属损失严重、焊缝成型质量不高等问题，这些将会直接影响高强装甲钢焊接接头的质量和生产效率。

目前，我国国防军工科技实力向更高水平的不断发展，对装甲防护装备制造提出了更高的要求。高强装甲钢用的不锈钢焊条的升级换代已经迫在眉睫。众所周知，焊条的性能(焊接工艺性能和焊缝金属力学性能)主要受药皮成分的影响，通过改善和优化传统的不锈钢焊条药皮成分配方能够提高焊条的工艺性能，提高电弧的稳定性、减小飞溅量，同时能够细化焊缝中的奥氏体组织，减少马氏体脆化组织，最终得到具有更高强韧性的高强装甲钢的焊接接头。因此，如何改善焊条药皮成分来优化和提高传统不锈钢焊条的性能，是相关领域科技人员工作的当务之急。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺性能优良、电弧稳定性好、飞溅量小的高强高韧性的焊条及其制备方法，以克服现有技术的不足，满足高强装甲钢焊接的应用需求。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于高强装甲钢焊接的含稀土不锈钢焊条，由不锈钢焊芯和含稀土药皮两部分组成；所述含稀土药皮由固体组分和液体组分组成；所述固体组分由41wt％大理石、35wt％萤石、 11wt％硅铁、2wt％金云母、2wt％硅微粉、1wt％碳酸钠、2-5wt％稀土氧化物和3-6wt％白云石组成；所述不锈钢焊芯中碳含量小于或等于0.04wt％、硅含量小于或等于0.05wt％、锰含量小于或等于1.00wt％、铬含量为18.0-21.0wt％、镍含量为9.0-11.0wt％、余量为铁；所述液体组分为钾钠水玻璃。

上述一种用于高强装甲钢焊接的含稀土不锈钢焊条，所述钾钠水玻璃的模数为2.8-3.0M，所述钾钠水玻璃的波美度为48.0-49.5°Bé；所述液体组分占固体组分质量的20-25wt％；所述固体组分中，除稀土氧化物以外的其它固体组分的粒度为0.01-0.10mm。