[发明专利]一种用于铁素体不锈钢薄板自动快速焊接的金属粉芯焊丝

说明书

本发明公开了一种用于铁素体不锈钢薄板自动快速焊接的金属粉芯焊丝，由碳钢外皮包覆粉芯，各组成成分占全部焊丝的重量百分比为：锰0.4‑0.7％，硅0.5‑0.8％，铬10.5‑18.5％，钛0.55％‑0.80％，碳0.030％，自制原料0.2‑0.3％，其余成分为铁及其他无法避免的杂质。本发明搭配脉冲焊机电源，使用0‑2％O₂或CO₂搭配剩余Ar为保护气体，用于1.0‑3.0mm厚的铁素体不锈钢薄板，可用于1300毫米/分钟以内的速度自动快速焊接，形成完整无缺陷焊道。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种用于铁素体不绣钢自动快速焊接的金属粉芯型焊丝。

背景技术

铁素体不锈钢薄板近年来常用于栏杆、电梯壁板、门窗构件、抽油烟机外壳、电冰箱内衬、热水壶内外壳、洗衣机内胆、汽车消音器等行业。铁素体不锈钢成分含12％以上的铬，相对于碳钢有更好的抗大气腐蚀性能，虽然比一般奥氏体不锈钢如304L、316L较差，但其成本相对较低。由于厚度较薄，一般平特性焊机无论使用何种保护气体，其可操作热输入量太大，且熔滴大连续性差，容易焊穿且焊道不成形。虽然业界已有使用脉冲焊机搭配0-2％O₂或CO₂，搭配剩余Ar为保护气体，可在较低的热输入量提供稳定的熔滴过渡。但如果在相对高速的焊接速度(800-1000毫米/分钟)时，高比例Ar保护气，焊接时就容易产生焊道不成形及气孔等缺陷。

发明内容

为克服上述技术缺陷，本发明提供了一种用于铁素体不锈钢薄板自动快速焊接的金属粉芯型焊丝，用于1.0-3.0mm厚的铁素体不锈钢薄板的自动快速焊接，焊接速度可达1300毫米/分钟，且可形成完整无缺陷焊道，既增加焊接效率，同时也避免因为提高焊接速度、熔池快速凝固而产生的气孔缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种用于铁素体不锈钢薄板自动快速焊接的金属粉芯焊丝，由碳钢外皮包覆粉芯组成，各组成成分占全部焊丝的重量百分比如下：锰0.4-0.7％，硅0.5-0.8％，铬10.5-18.5％，钛0.55％-0.80％，碳0.030％，自制原料0.2-0.3％，其余成分为铁及其他无法避免的杂质；

其中，所述自制原料的组成和制备如下：重量百分比为28％的碳酸钾、碳酸钠及碳酸锂混合物，重量百分比为72％的氧化铁及氧化锰混合物，湿混后、750℃烘干，加工造粒后过80目筛网制成。

优选的，所述金属粉芯焊丝中，粉芯重量占焊丝总重量的13.5％-21％。

优选的，在焊丝制造的过程中，需在300-400℃条件下，将焊丝恒温干燥8-12小时。

优选的，在焊丝干燥的过程中，加热速率不大于250℃/小时，炉内降温速率不大于350℃/小时。

本发明的金属粉芯焊丝使用时搭配脉冲焊机电源，使用0-2％O₂或CO₂搭配剩余Ar为保护气体，焊接母材为1.0-3.0mm厚的铁素体不锈钢薄板，焊接速度可达1300毫米/分钟，且可形成完整无缺陷焊道。

本发明各原料含量比例范围限定理由如下。

锰：会增加铁水的表面张力，过量时使铁水不易扑开至两侧，影响焊道成形；同时也是脱氧剂，太低时易在焊缝生成气孔。可借由钢带本身或以电解锰、锰铁方式添加于粉芯中。总含量占全焊丝的重量百分比为0.4-0.7％。

硅：会增加铁水的润湿性，同时也是脱氧剂，不够量时焊道较凸，易产生气孔；但同时也会增加硬度，造成组织脆化。可借由钢带本身或以纯硅及硅铁方式添加于粉芯中。总含量占全焊丝的重量百分比为0.5-0.8％。

铬：可与氧结合形成抗腐蚀保护膜，但需要一定的量以上，同时也是铁素体形成元素。可以纯铬或铬铁的方式添加于粉芯中，搭配不同的母材，总含量占全焊丝的重量百分比为10.5-18.5％。