【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料领域，尤其涉及一种适用于不锈钢超薄复合板焊接之金属粉芯型焊丝。
技术介绍
1、不锈钢复合板是以碳钢材料为基层，以不锈钢材料为覆层的复合钢板，大多应用于石油化工、冶金、机械、核工业、食品、烟草和家电等行业。做为整体不锈钢的替代材料，不锈钢复合板不仅可节省不锈钢材料的2/3以上，还可以节省大量昂贵的合金元素，其成本一般不到不锈钢板的一半。
2、目前，覆层厚度大于1mm的不锈钢复合板的对接焊接工艺已很成熟。然而1mm以下的超薄层不锈钢复合板在焊接上存在很多困难，除焊接工艺较难控制外，作为基层的碳钢材料容易稀释进入覆层的不锈钢焊缝区，使焊缝区镍铬含量降低，造成焊缝区抗腐蚀性能降低，因此限制了不锈钢复合板的广泛应用。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于超薄不锈钢复合板焊接的金属粉芯型焊丝，所述金属粉芯型焊丝在焊接时不但具有优异的工艺性能，而且因其焊缝金属的镍、铬含量和不锈钢覆层相同，因此可使不锈钢复合板焊缝区抗腐蚀性能相近于不锈钢覆层。
2、本专利技术的技术方案是：一种金属粉芯型焊丝，由焊药和钢带组成，焊药包裹于钢带内，所述焊药占所述金属粉芯型焊丝总重量的18～22％；所述钢带是低碳不锈钢钢带；
3、(a)以钢带总重量为基准，按重量百分比计，所述低碳不锈钢钢带的组分如下：
4、c：0.005～0.020％；
5、si：0.25～0.40％；
6、mn：1.30～1.60
7、cr：18.0～19.0％；
8、ni：8.0～9.0％；
9、p：≤0.020％；
10、s：≤0.005％；
11、fe：余量；
12、(b)以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述焊药的组分如下：
13、c：0.010～0.020％；
14、si：2.0～4.0％；
15、mn：3.5～4.5％；
16、cr：70.0～78.0％；
17、ni：13.8～16.2％；
18、p：≤0.010％；
19、s：≤0.005％；
20、fe：余量。
21、优选的，按重量百分比计，所述焊药的组分如下：
22、c：0.012～0.018％；
23、si：2.8～3.2％；
24、mn：3.8～4.2％；
25、cr：73.o～76.0％；
26、ni：14.4～15.6％；
27、p：≤0.010％；
28、s：≤0.005％；
29、fe：余量。
30、以重量百分比计，所述金属粉芯型焊丝的熔敷金属的组分包括：c：0.010～0.020％；mn：1.00～1.25％；si：1.00～1.25％；p：≤0.020％；s：≤0.005％；cr：34.0～36.0％；ni：17.0～19.0％。
31、具体分析本专利技术中焊药各组分在焊丝中各自发挥的作用如下：
32、碳c有使电弧稳定并使熔滴过渡平滑，同时还有过渡到焊缝金属中来提高强度的效果。当碳的组分比例不足0.01％时，电弧状态变得不稳定且无法得到必要的焊缝金属强度。另一方面，碳的组分比例超过0.02％时，碳会过渡过多到焊缝金属中，导致碳化物大量析出而使韧性降低，因此焊药中的碳组分比例应控制在0.01～0.02％。碳可从焊药中的金属粉及合金粉来添加。
33、硅在焊接时可过渡到焊缝金属中提高强度，也能降低铁水的黏稠度从而得到良好的焊道外观及焊道形状。当硅的组分比例不足2.0％时，焊接时焊道外观及焊道形状变得不良，而且也得不到需要的焊缝金属强度。另一方面，硅的组分比例超过4.0％时，硅会过多过渡到焊缝金属中，且易析出低熔点的硅基氧化物导致韧性降低及焊道外观不佳。因此硅的组分比例应控制在2～4％。硅可从焊药中的金属硅、硅铁等硅合金来添加。
34、从金属铬、铬合金添加的铬元素是用来提高焊接金属耐腐蚀性，同时也是铁素体形成元素。一般而言，当铬含量达13％以上可提供焊接金属相当优秀的耐腐蚀性能。但考虑到本专利技术应用于不锈钢超薄复合板焊接，即使焊缝金属掺入了50％碳钢基层材料，其铬含量也应当保持在13％以上，而为了使焊缝金属铬含量达到不锈钢覆层的铬含量，则焊药中的铬组分比例应在70％以上。如果铬组分比例超过78％，则易形成碳化铬或者σ相析出，造成焊接金属的延展性低落且影响耐腐蚀性能。因此焊药中的铬组分比例应控制在70.0～78.0％。
35、镍是用来形成奥氏体的组成元素，为了稳定室温下焊接金属组织的奥氏体相来提供焊接金属延展性，故焊药中的镍组分比例应在13.8％以上。但若镍组分比例超过16.2％，则易与对抗裂纹有害的微量成分如磷跟硫形成化合物偏析，使得造成裂纹的机率增加。因此焊药中的镍组分比例应控制在13.8～16.2％。通常镍可透过钢带中的镍及焊药中的镍金属、镍合金来添加。
36、磷元素在焊缝中主要是以磷化铁的形式存在且偏析作用很强，在组织中易形成磷化铁带状组织，造成组织抗腐蚀的性能下降，因此磷元素必须控制在0.010％之下。
37、硫元素在焊缝中的作用类似于磷，作为杂质元素，易形成硫化锰的带状组织分布以及硫化铁等非金属夹杂物。这些杂夹物提高点蚀及应力腐蚀的发生机率，因此硫元素的含量必须控制在0.005％之下。
38、以上为本专利技术金属粉芯型焊丝的焊药成分组成含量原理。残余部分为铁及无法避免的杂质，焊药中的铁是从铁粉、硅铁、铬铁等铁合金粉而来，铁粉以提高熔敷速度和调整焊丝填充比的目的来添加。
39、本专利技术的成分比例设计是为了匹配焊接厚度1mm以下的复合超薄板焊接不锈钢层与碳钢基层的稀释率，使得焊缝的镍、铬含量和不锈钢覆层相同。同时，复合板不锈钢层和碳钢基层的厚度比限定于1：4到1：5。
40、本专利技术不锈钢超薄复合板焊接用金属粉芯型焊丝的原料成分控制在适当的元素范围内，焊缝的镍、铬含量和不锈钢覆层相同，焊接后可使不锈钢复合板焊缝区抗腐蚀性能相近于不锈钢覆层，其焊丝焊接时具有优异焊接工艺性能，电弧稳定、基本无飞溅、操作性优异且焊缝成型美观。
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1.一种金属粉芯型焊丝，其特征在于，所述金属粉芯型焊丝由焊药和钢带组成，焊药包裹于钢带内，焊药占所述金属粉芯型焊丝总重量的18～22％；所述钢带是低碳不锈钢钢带；
2.根据权利要求1所述的金属粉芯型焊丝，其特征在于，按重量百分比计，所述焊药的组分如下：
3.根据权利要求1或2所述的金属粉芯型焊丝，其特征在于，以重量百分比计，所述金属粉芯型焊丝的熔敷金属的组分包括：C：0.010～0.020％；Mn：1.00～1.25％；Si：1.00～1.25％；P：≤0.020％；S：≤0.005％；Cr：34.0～36.0％；Ni：17.0～19.0％。
4.一种金属粉芯型焊丝的应用，其特征在于，所述金属粉芯型焊丝应用于不锈钢复合超薄板的焊接。
5.如权利要求4所述的金属粉芯型焊丝的应用，其特征在于，所述不锈钢复合超薄板是指焊接厚度在1mm以下，且不锈钢层和碳钢基层的厚度比限定于1∶4到1∶5的不锈钢复合板。
【技术特征摘要】
1.一种金属粉芯型焊丝，其特征在于，所述金属粉芯型焊丝由焊药和钢带组成，焊药包裹于钢带内，焊药占所述金属粉芯型焊丝总重量的18～22％；所述钢带是低碳不锈钢钢带；
2.根据权利要求1所述的金属粉芯型焊丝，其特征在于，按重量百分比计，所述焊药的组分如下：
3.根据权利要求1或2所述的金属粉芯型焊丝，其特征在于，以重量百分比计，所述金属粉芯型焊丝的熔敷金属的组分包括：c：0.010～0.020％；mn：1...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峙宏，林耿宏，林祐禾，
申请(专利权)人：昆山京群焊材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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