[發明專利]一種金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201210563503.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103042321A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 明珠;都建國;王有祁;陳東高;劉燕林;王東;馬冰;王法科
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五二研究所;北京天一焊業有限公司
• 主分類號: B23K35/368
• 分類號: B23K35/368;B23K35/32
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及到不銹鋼焊接材料技術領域，具體指一種金屬粉芯型奧氏體不銹鋼藥芯焊絲及其制備。

背景技術

不銹鋼的焊接方法一般有焊條電弧焊、鎢極惰性氣體保護焊、埋弧焊等。不銹鋼藥芯焊絲焊接是不銹鋼焊接的一場革命，不銹鋼藥芯焊絲的研制和應用加快了這場革命的進行。不銹鋼藥芯焊絲活性氣體保護焊與碳鋼CO₂焊相同，半自動和自動焊時具有效率高、操作簡單的特性。因此在船舶、橋梁、壓力容器、石油化工等領域得到廣泛應用。

目前，市場上藥芯焊絲基本上都是有渣型焊絲,是在藥芯成分中添加一定量的造渣劑，一般分為酸性渣、堿性渣以及中性渣。而金屬粉芯型藥芯焊絲不添加造渣物，從而提高了熔敷效率。這類藥芯焊絲在國外已有一定程度的發展，但國內關于此種藥芯焊絲的研究卻較少，在新修訂的低合金鋼藥芯焊絲標準GB/T17493-2008中，已將低合金鋼用金屬粉芯型藥芯焊絲納入其中，可見金屬粉芯型藥芯焊絲已越來越被我國所重視。

而近年來不銹鋼市場起伏很大，主要受鎳和鉻原材料的影響。在原材料上我國是一個缺鎳少鉻的國家，尤其是鎳主要依靠進口，加上我國生產的鋼種以奧氏體不銹鋼為主，在成本和價格上受國際鎳行情影響較大。因此，我們更加需要研究資源節約型不銹鋼—高氮鋼。

高氮奧氏體不銹鋼即高氮鋼是一種高強高韌的資源節約型不銹鋼，其N元素質量含量一般大于0.4%，利用N元素代替合金元素Ni作為奧氏體穩定元素以獲得奧氏體組織。而且N的加入，在韌性不損失的前提下有效的提高了鋼的強度，提高奧氏體不銹鋼的N含量，鋼的屈服強度能夠提高近2倍。因此，高氮鋼具有良好的強韌性和耐蝕性，而且這種鋼具有順磁性特點以及低溫（4K）時仍具有高的強度和韌性配合在低溫工程領域也具有廣泛的應用前景。故高氮鋼的研制和應用也越來越受到各國學者的關注。

高氮鋼（HNS）材料體系和現用其它鋼種體系不同，高氮鋼含氮高導致其焊接性具有不同于其它中碳低合金鋼的特點，高氮鋼焊接最本質的問題是避免氮的流失，保證熔敷金屬的氮含量，氮流失會造成力學性能、抗沖擊性能和耐腐蝕性能下降。焊接過程中，焊條、焊絲在電弧熱源的作用下與坡口母材共同熔化、形成熔敷金屬，并產生復雜的物理化學反應，凝固形成焊縫，熔敷金屬成分、特別是氮元素含量與焊接材料密切相關，需要適合高氮鋼熔池復雜物化過程的專用焊接材料，保證獲得與母材性能相匹配的焊接接頭性能。

焊接材料是高氮鋼結構材料制造的基礎，是實現先進弧焊方法、保證焊縫性能的核心，是高氮鋼材料制造的技術瓶頸，只有突破高氮焊接材料成分與制備技術，形成完善的高氮鋼焊接技術體系，高氮鋼材料才能發揮其綜合性能優勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種焊接接頭強度高、抗沖擊性能好且焊接質量穩定、成本低的金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種焊接接頭強度高、抗沖擊性能好且焊接質量穩定、成本低的金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲，包括碳鋼包芯殼體以及填充在所述殼體內的藥粉，其特征在于所述藥粉的重量百分組成如下：

所述藥粉的重量為該焊絲總重量的40～50%。

較好的，所述殼體可以為低碳鋼，并且該低碳鋼中C≤0.050%，Mn≤0.200%，Si≤0.010%，S≤0.010%，P≤0.020%。

優選所述氮化鉻鐵中氮的重量含量為10%，鉻的重量含量為60%；所述硅錳合金中硅的含量為20%，錳的含量為60%；所述鈦鐵粉中鈦的重量含量為25-30%；所述鋁鎂粉中鋁、鎂的含量各為50%。

所述殼體的厚度為0.3～0.7mm，寬度為8～12mm。

上述金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲的制備方法，其特征在于包括下述步驟：

1)按照配方稱量所述藥粉中各組分，并將各組分摻加到一起混合均勻；

2)將所述的低碳鋼鋼帶通過成型機壓制成具有料槽的敞口形狀；

3）將混合均勻后的藥粉裝入所述料槽內，填充率為40～50％；然后將料槽的敞口對接或搭接封口，將所述藥粉密封在低碳鋼殼體內；

4）軋輥成直徑為1.0～4.0mm的金屬粉芯型含氮奧氏體不銹鋼藥芯焊絲。