[發明專利]一種用于低氮無磁艦艇鋼焊接的無縫金屬芯藥芯焊絲

有效

• 申請號: 202011068336.3
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112404796B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 王紅鴻;孟慶潤
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種用于低氮無磁艦艇鋼焊接的無縫金屬芯藥芯焊絲。其技術方案是：將20～30wt％的藥芯粉料填充在拉拔成O型的不銹鋼鋼帶內，經高頻焊接、減徑和表面陶瓷噴涂處理即得無縫金屬芯藥芯焊絲。不銹鋼鋼帶的化學組分是：C為0.03～0.08wt％，Si≤1wt％，Mn≤2wt％，Cr為18～20wt％，Ni為8～11wt％，S≤0.03wt％，P≤0.03wt％，余量為Fe及不可避免的雜質；藥芯粉料的化學組分是：石英砂為2～5wt％，氟化鋰為0.5～1.2wt％，氟化稀土為0.5～1wt％，硅粉為4～8wt％，錳粉為15～20wt％，氮化錳為10～16wt％，鎳粉為20～25wt％，鉻粉為18～20wt％，余量為鐵粉。本發明用于低氮無磁艦艇鋼焊接所形成的焊縫金屬強度高、塑韌性好、無磁性和耐海水腐蝕性優良。

技術領域

本發明屬于無縫金屬芯藥芯焊絲技術領域。具體涉及一種用于低氮無磁艦艇鋼焊接的無縫金屬芯藥芯焊絲。

背景技術

917無磁鋼是我國60～70年代發展起來的Mn-Al成份系無磁鋼，是艦艇建造主要用鋼，其含碳量和合金成份較高，屬于完全無磁性單相奧氏體組織的中碳鋼。隨著艦艇逐漸向大排水量、大噸位及深海發展，對船體結構用鋼的強度、耐蝕性也提出新要求。917鋼綜合性能良好，雖能滿足各類艦艇設計及使用要求，但屈服強度實際值較低，在300～450MPa范圍之內；屬于中碳鋼，耐海水腐蝕性能相對較差。

為了滿足艦艇發展的要求，已成功研制出高強度、耐海水腐蝕性能好的新型低氮無磁艦艇鋼，其化學成分體系為：0Cr22Ni15Mn6Mo3N(以下稱低氮無磁艦艇鋼)。所述鋼種采用低氮含量(質量分數0.25～0.35)，通過采取固溶強化、析出強化及細晶強韌化機理，使所述鋼種具有高強度、高塑韌性、無磁性及較好的耐海水腐蝕的特點。此外，氮的加入也使該類鋼具有更加優良的耐腐蝕性能。該類低氮無磁艦艇鋼定位于高Ni含量的超級奧氏體不銹鋼，可滿足艦艇船體結構高強度與高耐蝕的較高要求，然而能與該低氮無磁艦艇鋼相匹配的焊接材料未見公開報道。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，目的在于提供一種用于低氮無磁艦艇鋼焊接的無縫金屬芯藥芯焊絲，保護氣體采用80％Ar+20％CO₂焊接時，操作工藝性優良、電弧穩定、成型良好和能實現全位置焊接；所述無縫金屬芯藥芯焊絲用于低氮無磁艦艇鋼焊接所形成的焊縫金屬的強度高、塑韌性高、無磁性和耐海水腐蝕性好，能滿足新一代艦艇的無磁、高強、高韌和優良耐海水腐蝕性的技術要求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

所述用于低氮無磁艦艇鋼焊接的無縫金屬芯藥芯焊絲(以下簡稱無縫金屬芯藥芯焊絲)由70～80wt％的不銹鋼鋼帶和20～30wt％的藥芯粉料組成。

所述不銹鋼鋼帶的化學組分及其含量是：C為0.03～0.08wt％；Si≤1wt％；Mn≤2wt％；Cr為18～20wt％；Ni為8～11wt％；S≤0.03wt％；P≤0.03wt％；余量為Fe及不可避免的雜質。

所述藥芯粉料的化學組分及其含量是：石英砂為2～5wt％；氟化鋰為0.5～1.2wt％；氟化稀土為0.5～1wt％；硅粉為4～8wt％；錳粉為15～20wt％；氮化錳為10～16wt％；鎳粉為20～25wt％；鉻粉為18～20wt％；余量為鐵粉。

所述無縫金屬芯藥芯焊絲的制備方法是：將所述藥芯粉料填充在拉拔成O型的所述不銹鋼鋼帶內，經高頻焊接、減徑和表面陶瓷噴涂處理，即得用于低氮無磁艦艇鋼的無縫金屬芯藥芯焊絲。

所述低氮無磁艦艇鋼為0Cr22Ni15Mn6Mo3N鋼板。

所述石英砂中的SiO₂含量≥99wt％，石英砂的粒度為0.1～0.2mm。

所述氟化鋰的純度≥99％，氟化鋰的粒度為0.15～0.2mm。

所述氟化稀土的純度≥99％，氟化稀土的粒度為0.15～0.20mm。