[發(fā)明專利]高強度高耐蝕奧氏體不銹鋼藥芯焊絲

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610217942.4
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN107262960A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李晶;王銀柏;吳小波
• 申請（專利權(quán)）人: 海寧瑞奧金屬科技有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼用焊接材料，特別涉及一種高強度高耐蝕性不銹鋼用藥芯焊絲。

背景技術(shù)

以304、316為代表的奧氏體不銹鋼在化學(xué)容器、低溫儲罐、垃圾焚燒爐、海水淡化等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，行業(yè)以開始廣泛采用新型、含N的高強度高耐蝕不銹鋼以提高壽命、降低零部件厚度，從而降低建造成本，以及全生命周期成本。比如SUS304N2和SUS304N2A等新品種。

添加N元素一方面提高了強度，另一方面也替換了Ni元素達到了提高耐蝕性的目的，尤其是抗點蝕能力；在同時提高焊縫金屬強度和耐蝕性能的同時，也降低了材料合金成本。N元素添加改變了不銹鋼的焊接性能。一方面焊接過程中的N氣體蒸發(fā)易引發(fā)焊接氣孔，破壞焊接質(zhì)量；另一方面，焊縫金屬的N含量直接決定了鐵素體含量，從而影響強度和耐蝕性能。同時兼顧上述兩個技術(shù)難點，才能確保焊接接頭質(zhì)量和性能。

目前關(guān)于含N奧氏體不銹鋼的藥芯焊絲報道不多。尤其是需要同時兼顧高強度、高耐蝕型、焊渣脫離性等指標

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供同時兼顧高強度、高耐蝕型、焊渣脫離性能、成型性能優(yōu)良、適應(yīng)大電流320-360A焊接的藥芯焊絲、且適用于含N型不銹鋼的全位置焊接。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

藥芯焊絲由不銹鋼外皮和內(nèi)部芯料卷制而成。

外皮不銹鋼含碳量不高于0.025％，芯粉填充率為16-30％。

外皮或藥粉所中各組分占焊絲總重量的百分比為：C≤0.025％，Si:0.1-0.5％，Mn:0.5-1.9％，Cr:18-20％，Ni:9.5-12％，Mo:0.5-3.0％，Ti:0.1-0.5％；N:0.05-0.2％，Al₂O₃:0.2-2.5％，SiO₂:2-5％，BaCO₃:0.2-2％，氟化物:0.1-2.5％，且需滿足：Ⅰ ≥0；1≤Ⅱ≤2，其中：Ⅰ＝[Al₂O₃]-[BaCO₃]，Ⅱ＝[SiO₂]/{[Al₂O₃]+[BaCO₃]}。

C含量要求是基于焊接裂紋和耐蝕性的雙重考慮。當(dāng)碳含量超過0.03％時，奧氏體不銹鋼的焊縫金屬會出現(xiàn)結(jié)晶裂紋，含量越高，裂紋敏感性越高。此外，由于母材金屬中存在N，因此會進一步增加焊接裂紋敏感性。同時，降低碳含量也有利于提高耐蝕性。為消除焊接裂紋敏感性，C含量控制在0.025％以下。通過外皮材料引入。

Si元素主要在焊縫熔池中起到脫氧作用。含量低于0.1％時，其脫氧作用不明顯；當(dāng)其含量超過0.5％時，會形成大量的脫氧產(chǎn)物，會降低焊縫金屬和焊接接頭的彎曲性能、塑性和韌性。因此其優(yōu)選含量是0.1-0.5％。通過外皮材料添加。

Mn一方面通過增加淬透性、降低相轉(zhuǎn)變點、細化微觀組織來提高焊縫金屬的強度和低溫沖擊韌性；但另一方面，當(dāng)其含量超過1.9％時，使得焊縫中的凝固偏析加重、造成局部區(qū)域元素和微觀組織的不均勻，有些偏析區(qū)域容易生成韌性較差的奧氏體-馬氏體組織，從而惡化低溫韌性；優(yōu)選其含量是0.5-1.9％。通過外皮材料添加。

Cr是穩(wěn)定鐵素體的元素，同時有助于緩解硫磷等雜質(zhì)元素帶來的高溫裂紋敏感性。含量低于18％時，不利于耐蝕性；當(dāng)含量超過20％時，會在焊縫金屬的晶界處形成大量的碳化物，在降低延展性的同時、也降低了耐蝕性能。因此，需要控制其含量18-20％。

可以通過外皮材料引入，也可以通過在芯粉中添加純金屬粉、或合金粉來添加。

Ni是奧氏體不銹鋼中不可缺少元素，主要用于穩(wěn)定奧氏體。含量低于9.5％時對奧氏體的穩(wěn)定效果不充分，影響焊縫金屬的強度；當(dāng)含量超過12％時，會形成完全奧氏體焊縫金屬、使得焊縫金屬強度明顯低于母材，不利于焊縫金屬強度提到母材一個等級水平。為充分發(fā)揮Mo,Mn和Ti等元素對焊縫金屬的強化作用，需要控制其含量9.5-12％。

可以通過外皮材料引入，也可以通過芯粉添加。

Mo是提高強度最有效的元素之一。當(dāng)其含量低于0.5％時，對焊縫金屬的強化效果不明顯；當(dāng)其含量超出3.0％時，由于其和Cr元素均為穩(wěn)定鐵素體元素，從而降低Ni元素對奧氏體的穩(wěn)定作用，不利于焊縫金屬組織和性能控制。因此，需要控制其含量0.5-3％。

可以通過外皮材料引入，也可以通過芯粉添加。