1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％。本发明专利技术制备的药芯焊丝与不锈钢焊条和实心焊丝相比，具有焊接飞溅少、焊缝成型美观、良好焊接工艺性能的优点；可用于连续送丝自动焊机，具有较高生产效率且节约保护气体；同时，该药芯焊丝制备方法简单，操作方便，可用于批量化生产。

Self shielded flux cored wire for welding 1Cr12NiW1MoV stainless steel and G520 stainless steel and its preparation method

The invention discloses a self protective cored wire for welding 1Cr12NiW1MoV stainless steel and G520 stainless steel, including drug core and welding skin. The core is composed of the following components: quartz 4% ~ 6%, chromium powder 26% ~ 34%, manganese powder 2% ~ 4%, niobium iron powder 3% ~ 6%, barium fluoride 15% ~ 23%, rutile powder 12% To 16%, lithium carbonate powder is 2% ~ 6%, iron oxide powder is 5% ~ 9%, aluminum oxide powder 4% to 6%, Magnesium Oxide 4% ~ 6%, and the rest of iron powder, and the sum of the mass percentage of the above components is 100%. Compared with the stainless steel electrode and solid wire, the prepared flux cored wire has the advantages of less welding spatter, beautiful weld formation and good welding process performance. It can be used for continuous wire feeding automatic welding machine, with high production efficiency and conservation of gas. At the same time, the preparation method of the flux cored wire is simple, and the operation is convenient. It can be used in batch production.

【技术实现步骤摘要】
1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝及其制备方法
本专利技术属于焊接材料及其制备方法
，具体涉及1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，本专利技术还涉及该药芯焊丝的制备方法。
技术介绍
近年来，大型风机在我国工业中的使用日益广泛，使用工况也越来越复杂，为提高风机的整体质量，要求风机核心部位的叶片材料具有较高的强韧性和硬度等良好的综合力学性能。G520不锈钢是在FV520型马氏体不锈钢基础上研制的一种新型沉淀硬化马氏体不锈钢，具有更高的强度，良好的焊接性能、耐热性能、耐腐蚀性能，是天然气离心压缩机叶轮的常用材料。沉淀硬化型不绣钢具备了不锈钢特有的耐蚀性，还可通过时效处理实现沉淀硬化获得超高强度。这类不锈钢在淬火后具有不稳定的奥氏体组织。它能在塑性变形过程中或者冷处理后产生马氏体.然后通过时效产生沉淀硬化，使已相变的马氏体进一步强化。其化学成分中，ω(Cr)在14％以上，保证了钢的耐蚀性。含Ni能够使钢在固溶处理后具有亚稳的奥氏体组织。配合加入Cr、Ni、Mn、Mo、Al等合金元素，使M点控制在-78℃～25℃。Mo、Al、Ti、Nb、Cu等析出金属间化合物和某些少量碳化物产生沉淀硬化。另外该类钢含碳量低，ω(C)在0.04％～0.13％，故耐蚀性能很好。1Cr12NiW1MoV合金是以W、Mo、V、Nb等合金元素综合强化的一种马氏体型铬镍不锈钢，1Cr12NiW1MoV不锈钢的化学成分为Si：0.1％～0.35％，Mn：0.4％～0.6％，Ni：0.6％～0.8％，Cr：10.5％～12.5％，Mo：0.60％～0.90％，W：1％～1.4％等。它是由1Cr13发展而来的，与同类材料(如1Cr11NiW2MoV、1Cr12Ni2WMoVNb)相比，其突出优点是热强性高、耐海洋腐蚀性能好，有较好的抗回火稳定性及综合力学性能，广泛用于汽轮机叶片、转子等重要耐高温零件的生产制造有较好的焊接性能和冷热加工。通过将这两种钢焊接在一起，能极大地提高风机叶轮的寿命。目前，关于1Cr12NiW1MoV不锈钢与G520不锈钢异种焊接问题仅有少量焊接工艺方面的报道，尚未见关于其熔焊自保护型药芯焊丝的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，该药芯焊丝在焊接过程中飞溅少，焊缝成型美观，具有良好的焊接工艺性能。本专利技术的另一个目的是提供1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％。本专利技术的特点还在于，焊皮为316不锈钢钢带。药芯焊丝中药芯粉末的填充量为15wt％～20wt％。本专利技术的另一个技术方案是，1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：步骤1、按质量百分比分别称取：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％。步骤2、将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、石英、氧化铝粉和氧化镁粉混合，得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；步骤3、将步骤1称取的铬粉、锰粉、铌铁粉、金红石粉和铁粉混合均匀，得到混合药粉C，将步骤2得到的混合药粉B与混合药粉C混合均匀，置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；步骤4、通过药芯焊丝制丝机把步骤3得到的药芯粉末包裹在焊皮内，并采用成型机将焊皮闭合，得到药芯焊丝半成品，用丙酮将焊皮擦拭干净，然后进行第一道拉拔工序，第一道拉拔工序采用的磨具孔径为2.8mm；步骤5、第一道拉拔工序完毕后，减小拉拔磨具孔径进行后序拉拔，直至药芯焊丝的直径为1.2mm～1.6mm；步骤6、药芯焊丝拉拔完毕后，用蘸有丙酮的棉布去除药芯焊丝表面的油污，得到1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝。本专利技术的特点还在于，步骤2中混合药粉A与水玻璃粘结剂的质量比为5:1。步骤2中烧结温度为650℃～750℃，烧结时间为4～6h，过筛粒度60～140目。步骤3中烘干温度为200℃～300℃，烘干时间为2h～3h。步骤4中的焊皮为316不锈钢钢带，钢带的宽度为7mm，厚度为0.3mm。步骤4中药芯焊丝中药芯粉末的填充量为15wt％～20wt％。本专利技术的有益效果是，(1)本专利技术的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，与不锈钢焊条和实心焊丝相比，具有焊接飞溅少、焊缝成型美观、良好焊接工艺性能的优点，可用于连续送丝自动焊机，具有较高的生产效率且节约保护气体；(2)本专利技术的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，利用矿物渣系产生熔渣，使焊接时形成的熔池得到保护，起到了自保护的作用；(3)本专利技术的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，可用于批量化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％，其中，焊皮为316不锈钢钢带，药芯焊丝中药芯粉末的填充量为15wt％～20wt％。本专利技术药芯焊丝中各组分的作用和功能如下：石英主成分为二氧化硅，硅来自生铁与脱氧剂，硅脱氧能力比锰强，是主要的脱氧剂，能消除氧化亚铁夹杂对钢的不良影响；硅能与氧化亚铁作用而形成二氧化硅，然后进入炉渣而被排除；硅除了形成二氧化硅作为杂质存在于钢中以外，在室温下硅大部分溶于铁素体中，因此硅对钢有强化作用。铬在熔敷金属中是促使铁素体形成并稳定的元素，添加铬元素，一方面保证焊缝金属的耐腐蚀性能，另一方面对强度的提高也有一定的作用，研究表明，在低碳钢的基础上加入一定量的铬元素，既可以使钢在具有氧化性的介质中产生一种与基体组织牢固结合的铬铁氧化物的钝化膜，又能有效的提高钢的点蚀电位值，降低钢对点蚀的敏感性。铬对强度的影响表现为适量的铬元素能提高焊缝金属的强韧性，但是随着铬含量的过量添加，一些金属间化合物的析出倾向逐渐增大，它们的形成与存在会显著降低钢的塑韧性及耐蚀性。铌是形成强碳化物的元素，高温下铌可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，其特征在于，所述焊皮为316不锈钢钢带。3.根据权利要求1所述的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中药芯粉末的填充量为15wt％～20wt％。4.制备如权利要求1～3任一项所述的1Cr12NiW1MoV不锈钢和G520不锈钢焊接用自保护型药芯焊丝的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1、按质量百分比分别称取：石英4％～6％，铬粉26％～34％，锰粉2％～4％，铌铁粉3％～6％，氟化钡粉15％～23％，金红石粉12％～16％，碳酸锂粉2％～6％，氧化铁粉5％～9％，氧化铝粉4％～6％，氧化镁4％～6％，其余为铁粉，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2、将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、石英、氧化铝粉和氧化镁粉混合，得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；步骤3、将步骤1称取的铬粉、锰粉、铌铁粉、金红石粉和铁粉混合均匀，得到混合药粉C，将步骤2得到的混合药粉B与混合药粉C混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，李洁，贾芳，程康康，李静，许桓瑞，黄超，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61