高SiO2不鏽鋼焊接用的氣保護藥芯焊絲的製作方法

2023-12-03 23:30:56

本發明屬於焊接材料領域，具體涉及一種焊絲，特別涉及一種高sio2渣系不鏽鋼焊接用的氣保護藥芯焊絲。

背景技術：

隨著經濟的快速發展，不鏽鋼行業也得到較快的發展。不鏽鋼消費量的強勁增長，必將帶動焊接市場的快速增長：一方面，鋼材的品質進步促使不鏽鋼焊接材料的更新換代；另一方面，不鏽鋼焊接高效（自動化）進程明顯提速，促使焊接材料的品種結構調整步伐加快。

與傳統的手工焊條、鍍銅實芯焊絲、埋弧焊劑相比，採用不鏽鋼藥芯焊絲進行焊接具有明顯的優勢，藥芯焊絲具有焊條和實心焊絲的複合有點，既能保證焊接工藝性能又能實現自動化、半自動化焊接。所以不鏽鋼藥芯焊絲廣泛應用於造船、石化、壓力容器、鋼結構和工程機械等行業。

隨著焊接行業的發展，不鏽鋼藥芯焊絲的大量使用，為了提高藥芯焊絲的工藝性能和保證焊絲的力學性能，研製、開發一種與不鏽鋼配套的新型藥芯焊絲，使其滿足用戶對工藝性能和力學性能的要求，且成本低，具有焊接工藝性能良好、電弧穩定、飛濺小、焊縫成型美觀，焊縫力學性能優良的特點。

技術實現要素：

一種高sio2渣系不鏽鋼焊接用的氣保護藥芯焊絲，包括不鏽鋼外皮和藥芯，其特徵在於,所述藥芯包括以下重量百分比的組份：

mn：1-3%；si：0.05-1%；cr：7-15%；ni：4-8%；na2o和k2o的總量：1-5%；氟化物：0.3-3%；tio2：1.0-3.0%；sio2：4-10%；zro2：0.5-2.0%：0.2-1.0%餘量為fe；

所述藥芯的填充率為25-28%。

優選地，sio2以石英砂、鉀長石、鈉長石、中的一種或者多種的組合。

優選地，所述的氟化物為氟化鈉、和氟鋁酸鈉中的一種或者兩種種的組合。

優選地，所述的tio2以天然金紅石的形式加入到藥芯中。

優選地，所述的zro2以鋯英砂、氧化鋯的形式加入。

優選地，sio2/tio2：2.0-5.0；tio2/zro2：1.0-1.5。

優選地，所述的不鏽鋼外皮包括以下重量百分比的組份：

c：0.01-0.05%；mn：0.5-1.5%；si：0.1-0.8%；s：0.003-0.010%；p：0.008-0.025%；cr：16-20%；ni：7-16%；fe：餘量。

優選地，所述的不鏽鋼外皮的厚度為0.4-0.6mm。

優選地，所述氣保護藥芯焊絲的直徑為1.0-1.6mm。

優選地，所述的氣保護藥芯焊絲是在co2的保護氣下進行焊接。

本發明的構思如下：

金屬錳：錳是重要的脫氧劑，同時也是焊縫金屬重要的合金劑。對焊縫金屬的強度和韌性有重要影響。錳還能與硫形成mns，降低焊縫的雜質含量。試驗確定mn含量約（1-3%）時性能較佳。

矽鐵：矽是重要的脫氧劑同時也是焊縫金屬重要的合金劑。矽可以降低焊縫金屬的含氧量，提高焊縫金屬的衝擊韌性，但太高時則相反。採用矽錳聯合脫氧，多次試驗確定si含量在（0.05-1%）時性能較好。

金屬鉻：是不鏽鋼的重要元素，其形成的保護膜，阻止介質對不鏽鋼材料的腐蝕。是保證不鏽鋼耐腐蝕性能最重要的合金元素。金屬鉻佔藥芯的比例控制在7-15%時性能好。

鎳粉：鎳是優秀的耐腐蝕材料，鎳是形成穩定奧氏體元素，其與鉻元素配合改變不鏽鋼的組織，從而保證不鏽鋼的力學性能、加工性能和耐腐蝕性能，鎳粉控制在（4-8%）時性能好。

na2o、k2o:作為藥芯焊絲配方中的穩弧劑。主要來自k2tio3、鈉長石和鉀長石。na2o、k2o增加，電弧穩定性增加、呈噴射過渡、熔滴尺寸減小，電弧聲音變好。控制在（1-5%），時工藝性能好。

氟化物：選用為氟化鈉、和氟鋁酸鈉中的一種或者兩種種的組合。改善熔渣的流動性，降低氣孔敏感性。含量過高，電弧不穩、飛濺變大、電弧聲音變差。控制氟化物的比例（0.3-3%）時性能好。

tio2：天然金紅石主要成分為tio2是常用的造渣劑和穩弧劑，通過合理的配比是該藥芯焊絲具有良好的焊接工藝性能。天然金紅石比例為（1.0-3.0%），sio2/tio2：2.0-5.0時性能好。

sio2：sio2是鈦型藥芯焊絲的常用造渣劑，石英砂、鉀長石、鈉長石、中的一種或者多種的組合，具有細化熔滴、降低表面張力，提高焊接工藝性能的作用，通過sio2、tio2、zro2、

al2o3的配合，開發出一種高sio2渣系不鏽鋼焊接用的氣保護藥芯焊絲，控制sio2的比例在（4-10%），sio2/tio2：2.0-5.0時性能最好。

zro2：zro2是鈦型藥芯焊絲的常用造渣劑，具有提高熔渣粘度、溫度的作用、提高焊接工藝能，zro2以鋯英砂、氧化鋯的形式加入，控制zro2的比例在（0.5-2.0%），tio2/zro2：1.0-1.5時性能最好。

鐵粉：提高焊接效率和提供少量的氧用於穩弧。為了保證高的熔敷效率，鐵粉控制在（餘量）。

本發明的有益效果：

1.用本發明提供一種的高sio2渣系不鏽鋼焊接用的氣保護藥芯焊絲熔敷金屬：抗拉強度≥520mpa、延伸率≥25%。並且焊接工藝性能良好，電弧穩定、飛濺小、焊縫成型美觀，。

2.該發明焊絲採用的高sio2渣系，tio2；sio2；zro2；al2o3；na2o和k2o的合理配比，控制sio2/tio2：2.0-5.0；tio2/zro2：1.0-1.5；保證焊絲具有了良好的焊接工藝性能，渣系設計合理、合金系統設計合理，焊絲綜合成本低。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

選用10mm×0.4mm的鋼帶，其化學成分（按重量百分比計）c：0.01-0.05%；mn：0.5-1.5%；si：0.1-0.8%；s：0.003-0.010%；p：0.008-0.025%；cr：16-20%；ni：7-16%；fe：餘量。

藥芯組成按重量百分數計，藥芯佔焊絲重量的26.0%，其中的藥芯組成的質量百分比為4%的電解錳、0.6%的矽鐵、34%的金屬鉻、20.5%的鎳粉、10%的鉀長石、1%的鈉長石、1.5%的氟化鈉、10%石英砂、6%天然金紅石、4%氧化鋯、餘量的鐵粉。焊接參數：i=200-210a、u=28-29v、氣體流量20l/min、純co2（99.95%）氣體。

熔敷金屬化學成分（按重量百分比計算，餘量為fe）見下表：

熔敷金屬機械性能（純co2氣體）見下表：

實施例2

選用10mm×0.4mm的鋼帶，其化學成分（按重量百分比計）c：0.01-0.05%；mn：0.5-1.5%；si：0.1-0.8%；s：0.003-0.010%；p：0.008-0.025%；cr：16-20%；ni：7-16%；fe：餘量。

藥芯組成按重量百分數計，藥芯佔焊絲重量的26.0%，其中的藥芯組成的質量百分比為4%的電解錳、0.6%的矽鐵、34%的金屬鉻、20.5%的鎳粉、6%的鉀長石、1%的鈉長石、1.5%的氟鋁酸鈉、16%石英砂、4%天然金紅石、4%氧化鋯、4%鈦酸鉀餘量的鐵粉。焊接參數：i=200-210a、u=28-29v、氣體流量20l/min、純co2（99.95%）氣體。

熔敷金屬化學成分（按重量百分比計算，餘量為fe）見下表：

熔敷金屬機械性能（純co2氣體）見下表：

實施例3

選用10mm×0.4mm的鋼帶，其化學成分（按重量百分比計）c：0.01-0.05%；mn：0.5-1.5%；si：0.1-0.8%；s：0.003-0.010%；p：0.008-0.025%；cr：16-20%；ni：7-16%；fe：餘量。

藥芯組成按重量百分數計，藥芯佔焊絲重量的27.0%，其中的藥芯組成的質量百分比為3.5%的電解錳、0.4%的矽鐵、33.5%的金屬鉻、21.%的鎳粉、6%的鉀長石、1%的鈉長石、1.5%的氟鋁酸鈉、16%石英砂、4%天然金紅石、4%氧化鋯、4%鈦酸鉀餘量的鐵粉。焊接參數：i=200-210a、u=28-29v、氣體流量20l/min、純co2（99.95%）氣體。

熔敷金屬化學成分（按重量百分比計算，餘量為fe）見下表：

熔敷金屬機械性能（純co2氣體）見下表：