[發(fā)明專利]一種超純鐵素體不銹鋼用焊絲及焊接方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410294244.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104028916A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 王寶森;朱雙春;畢洪運;許軻;吳巍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K9/173
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

技術領域

本發(fā)明涉及一種焊絲及相應的焊接方法，尤其涉及一種不銹鋼用焊絲及相應的焊接方法。

背景技術

鐵素體不銹鋼作為主要的不銹鋼品種被廣泛地應用于汽車排氣系統(tǒng)。鐵素體不銹鋼中由于不含鎳而成本低，同時，其較之奧氏體不銹鋼具有更好的抗點蝕性、縫隙防腐蝕性能和耐高溫氧化性能。

與此同時，現(xiàn)有的不銹鋼冶煉技術可以冶煉超低碳和高純鐵素體不銹鋼，使得鐵素體不銹鋼的成型性能大大改善，從而令其成為汽車尾氣系統(tǒng)的首選材料。

用于汽車排氣系統(tǒng)的鐵素體不銹鋼在使用過程中通常采用奧氏體不銹鋼的焊接材料進行零部件的連接與加工，例如，采用ASME(American?Society?of?Mechanical?Engineers：機械工程師學會)的不銹鋼光焊絲和填充絲標準(SFA-5.9)中的ER308L焊絲進行焊接。ER308L焊絲屬于奧氏體不銹鋼體系，當母材為鐵素體不銹鋼時，在潮濕酸性的大氣環(huán)境中將會不可避免地發(fā)生電偶腐蝕現(xiàn)象，從而一定程度上影響車體的使用壽命。另外，ER308L焊絲中含有貴重的金屬元素Ni，這在一定程度上也提高了生產制造成本。此外，目前常用的ER430焊絲的成分體系在焊接熱循環(huán)作用下，急劇長大的鐵素體晶粒會嚴重降低焊縫的韌性，焊縫的韌脆轉變溫度通常在40℃以上，從而在焊接過程中容易產生焊縫熱裂，進而大幅度地增大產品的不良率。

因此，希望能夠獲得一種能夠廣泛應用于鐵素體不銹鋼焊接中的焊接材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種超純鐵素體不銹鋼用焊絲，采用該超純鐵素體不銹鋼用焊絲焊接后產生的焊縫具有較高的強度、良好的耐腐蝕性能、抗敏化性能以及較好的韌性，此外，其還不易產生焊縫熱裂紋且不易發(fā)生異種鋼電偶腐蝕現(xiàn)象。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種超純鐵素體不銹鋼用焊絲，其化學元素質量百分配比為：

C：???0.005-0.015％；

Mn：??0.5-1.0％；

Si：??0.5-1.0％；

Cr：??14.5-16.5％；

Ti：??0.2-0.4％；

Nb：??0.5-1.0％；

N：???0.02-0.03％；

余量為Fe和其他不可避免的雜質；

且(Nb+Ti)/(C+N)≥11。

本發(fā)明的技術方案中不可避免的雜質主要是指P元素和S元素，其中，控制P≤0.02wt.％，并控制S≤0.015wt.％。

本發(fā)明所述的超純鐵素體不銹鋼用焊絲中的各化學元素的設計原理為：

C：C是金屬強化元素的有效元素之一，在鋼中一定添加量的C元素是必不可少的。然而，C也是會引起焊縫熱裂敏感性的重要元素之一。對于本發(fā)明的技術方案而言，需要將C含量控制為0.005-0.015wt.％。

Mn：Mn是熔敷金屬，其能夠提供一定強度的保證，同時，Mn在熔池過程中具有脫硫和脫氧的作用。基于此，本發(fā)明的技術方案中的Mn元素需要控制為0.5-1.0wt.％。

Si：Si一方面有助于改善熔池階段熔池的流動性，另一方面也有助于與和氧元素結合形成夾渣物上浮，從而降低熔池中氧的含量。因此，本發(fā)明所述的超純鐵素體不銹鋼用焊絲中的Si含量設定在0.5-1.0wt.％范圍之間。

Cr：Cr是不銹鋼焊接材料中重要的添加元素之一，其是令焊縫具有腐蝕性能的保證。同時，適量添加的Cr元素與不銹鋼鋼種中的合金成分相匹配，能夠有利于避免過度的成分差異而造成焊接接頭的電偶腐蝕，因此，本發(fā)明所述的超純鐵素體不銹鋼用焊絲中的Cr含量需要控制為14.5-16.5wt.％。