[發明專利]一種低六價鉻排放的316不銹鋼藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201310432904.7
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103480982A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 栗卓新;白建濤;李紅;馬立文;宋姍姍;張力文;左鐵鏞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368;B23K35/40
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及適用于焊接18%Cr-12%Ni-2%Mo不銹鋼（SUS316、SUS316L等）焊接材料領域，特別是涉及到焊接煙塵中的低六價鉻（Cr⁺⁶）含量的氣保護316不銹鋼藥芯焊絲。

背景技術

不銹鋼藥芯焊絲焊接奧氏體不銹鋼具有效率高、成本低、自動化程度高，工藝性能好，焊縫成形美觀；熔敷速度快，生產效率高，熔化速度快，其熔敷率約為85%-90%的特點,是不銹鋼焊接技術發展的方向。

不銹鋼中Cr的含量較高，焊接材料為了滿足焊縫的耐腐蝕性會加入適量的Cr元素，使焊縫產生足夠的耐腐蝕性以滿足焊接要求。焊材和母材中Cr在焊接高溫作用下蒸發并進入焊接煙塵，其中部分會被氧化成具有毒性的六價鉻（Cr⁺⁶）。

六價鉻（Cr⁺⁶）在人體內具有致癌作用，還會引起諸多的其他健康問題，如吸入某些較高濃度的六價鉻化合物會引起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢、鼻出血、潰瘍和鼻中隔穿孔。短期大劑量的接觸，在接觸部位會產生不良后果，包括潰瘍、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。攝入超大劑量會導致腎臟和肝臟的損傷、惡心、胃腸道刺激、胃潰瘍、痙攣甚至死亡。皮膚接觸會造成潰瘍或過敏反應六價鉻（Cr⁺⁶）是最易導致過敏的金屬之一，僅次于鎳。為了保證焊接人員的健康，2006年美國職業安全與健康管理局（OSHA）新頒布了焊接煙塵中六價鉻（Cr⁺⁶）的允許暴露極限值（PEL），8小時內由原來的52μg/m3降低到3μg/m3，并在2010更新為0.2μg/m³。

對不銹鋼藥芯焊絲而言，降低六價鉻（Cr⁺⁶）生成物的穩定性，降低電弧周圍的活性氧，提高電弧穩定性是降低六價鉻（Cr⁺⁶）的主要途徑。因此，在開發一種低六價鉻（Cr⁺⁶）排放量、焊接工藝優秀的308不銹鋼藥芯焊絲過程中如何選擇降低六價鉻（Cr⁺⁶）生成的添加劑是本發明決絕的問題之一。

發明內容：

本發明鑒于上述情況而形成的，其目的在于提供一種低六價鉻（Cr⁺⁶）排放量，焊接工藝優秀的316不銹鋼藥芯焊絲。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種低六價鉻（Cr⁺⁶）排放的316不銹鋼藥芯焊絲，它由藥芯和外用鋼帶組成，所述外用鋼帶為含碳量小于0.03%（重量）的奧氏體不銹鋼帶，并且所述藥芯的含碳量不高于0.04%（重量）。

所述藥芯占焊絲總重量的15%-30%，其中藥芯各組成占藥芯重量的百分比為：金屬鉻粉：17-23%，金屬鎳粉：12-15%，電解金屬錳4-8%，鋁粉：1-4%，鉬鐵：3-5%，金紅石：20-25%，石英:4-6%,鋯英砂：3-7%，長石3-5%，冰晶石：1-2%，MFC添加劑：1-5%，余量為鐵粉；

MFC添加劑由Zn-Cu-Si-聚四氟乙烯(PTFE)-氟化石墨（CH₄F₂）-Li₂CO₃，它們的重量比依次為Zn：25-45%；Cu：5-15%；：Si：2-10%；聚四氟乙烯(PTFE)：15-30%，氟化石墨（CH₄F₂）：1-5%；Li₂CO₃：20-40%。原材料為Zn粉：80-120目，Cu粉：120-200目，原生聚四氟乙烯(PTFE)粉，氟化石墨（CH₄F₂）100-200目，Li₂CO₃：80-200目，通過機械混合后，需在電爐中加熱200-300℃，取出后需攪拌，攪拌后聚四氟乙烯(PTFE)會依附在其它顆粒上。

熔敷金屬中主要元素的含量在如下范圍：C：0.021～0.03wt.%；Cr：17～20wt.%；Ni：11～14.0wt.%；Mn：0.5～2.5wt.%；Mo：2-3%，Si：0.3～1wt.%；Fe：余量。

如上所述的奧氏體不銹鋼焊接用316藥芯焊絲，其中所述外用鋼帶優選為含碳量小于0.03%（重量）的304L不銹鋼帶。

如上所述的奧氏體不銹鋼焊接用316藥芯焊絲，其中所述焊絲的直徑優選在0.9-1.6mm之間。