本发明专利技术涉及到一种金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝及其制备方法，包括碳钢包芯壳体以及填充在所述壳体内的药粉，其特征在于所述药粉的重量百分组成如下：金属铬35～45，镍粉15～25，氮化铬铁3～6，硅锰合金10～15，钼粉2～8，钛铁粉0.5～2.5，碳酸钾稳弧剂0.5～1，铝镁粉0.5～1，氧化铋0.5～1，氧化钠0.3～0.5，稀土铈0.01~0.1，铁粉1~10，所述药粉的重量为该焊丝总重量的40～50%。与现有技术相比较，、本发明专利技术所提供的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，用于焊接高氮钢后的焊缝金属具有韧性好、强度高等较优的力学性能，且耐腐蚀性效果较好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到不锈钢焊接材料
，具体指一种金属粉芯型奥氏体不锈钢药芯焊丝及其制备。
技术介绍
不锈钢的焊接方法一般有焊条电弧焊、钨极惰性气体保护焊、埋弧焊等。不锈钢药芯焊丝焊接是不锈钢焊接的一场革命，不锈钢药芯焊丝的研制和应用加快了这场革命的进行。不锈钢药芯焊丝活性气体保护焊与碳钢CO2焊相同，半自动和自动焊时具有效率高、操作简单的特性。因此在船舶、桥梁、压力容器、石油化工等领域得到广泛应用。目前，市场上药芯焊丝基本上都是有渣型焊丝，是在药芯成分中添加一定量的造渣剂，一般分为酸性渣、碱性渣以及中性渣。而金属粉芯型药芯焊丝不添加造渣物，从而提高了熔敷效率。这类药芯焊丝在国外已有一定程度的发展，但国内关于此种药芯焊丝的研究却较少，在新修订的低合金钢药芯焊丝标准GB/T17493-2008中，已将低合金钢用金属粉芯型药芯焊丝纳入其中，可见金属粉芯型药芯焊丝已越来越被我国所重视。而近年来不锈钢市场起伏很大，主要受镍和铬原材料的影响。在原材料上我国是一个缺镍少铬的国家，尤其是镍主要依靠进口，加上我国生产的钢种以奥氏体不锈钢为主，在成本和价格上受国际镍行情影响较大。因此，我们更加需要研究资源节约型不锈钢一高氮钢。高氮奥氏体不锈钢即高氮钢是一种高强高韧的资源节约型不锈钢，其N元素质量含量一般大于O. 4%，利用N元素代替合金元素Ni作为奥氏体稳定元素以获得奥氏体组织。而且N的加入，在韧性不损失的前提下有效的提高了钢的强度，提高奥氏体不锈钢的N含量，钢的屈服强度能够提高近2倍。因此，高氮钢具有良好的强韧性和耐蚀性，而且这种钢具有顺磁性特点以及低温(4K)时仍具有高的强度和韧性配合在低温工程领域也具有广泛的应用前景。故高氮钢的研制和应用也越来越受到各国学者的关注。高氮钢(HNS)材料体系和现用其它钢种体系不同，高氮钢含氮高导致其焊接性具有不同于其它中碳低合金钢的特点，高氮钢焊接最本质的问题是避免氮的流失，保证熔敷金属的氮含量，氮流失会造成力学性能、抗冲击性能和耐腐蚀性能下降。焊接过程中，焊条、焊丝在电弧热源的作用下与坡口母材共同熔化、形成熔敷金属，并产生复杂的物理化学反应，凝固形成焊缝，熔敷金属成分、特别是氮元素含量与焊接材料密切相关，需要适合高氮钢熔池复杂物化过程的专用焊接材料，保证获得与母材性能相匹配的焊接接头性能。焊接材料是高氮钢结构材料制造的基础，是实现先进弧焊方法、保证焊缝性能的核心，是高氮钢材料制造的技术瓶颈，只有突破高氮焊接材料成分与制备技术，形成完善的高氮钢焊接技术体系，高氮钢材料才能发挥其综合性能优势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种焊接接头强度高、抗冲击性能好且焊接质量稳定、成本低的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种焊接接头强度高、抗冲击性能好且焊接质量稳定、成本低的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，包括碳钢包芯壳体以及填充在所述壳体内的药粉，其特征在于所述药粉的重量百分组成如下金属铬35 45镍粉15 25氮化铬铁3 6硅锰合金10 15钼粉2 8钛铁粉0.5 2.5 碳酸钾稳弧剂0.5 I铝镁粉0.5 I氧化铋0.5 I氧化钠0.3 0.5稀十铈0.01 O.1铁粉I 10所述药粉的重量为该焊丝总重量的40 50%。较好的，所述壳体可以为低碳钢，并且该低碳钢中C ( O. 050%, Mn ( O. 200%,Si ( O. 010%, S 彡 O. 010%, P 彡 O. 020%。优选所述氮化铬铁中氮的重量含量为10%,铬的重量含量为60% ;所述娃猛合金中硅的含量为20%，锰的含量为60% ;所述钛铁粉中钛的重量含量为25-30% ;所述铝镁粉中铝、镁的含量各为50%。所述壳体的厚度为O. 3 O. 7mm,宽度为8 12mm。上述金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝的制备方法，其特征在于包括下述步骤I)按照配方称量所述药粉中各组分，并将各组分掺加到一起混合均匀；2)将所述的低碳钢钢带通过成型机压制成具有料槽的敞口形状；3)将混合均匀后的药粉装入所述料槽内，填充率为40 50%;然后将料槽的敞口对接或搭接封口，将所述药粉密封在低碳钢壳体内；4)轧辊成直径为1. O 4. Omm的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝。本专利技术所提供的金属粉型含氮奥氏体药芯焊丝，药芯中的金属铬粉作为焊接时焊缝金属中的过渡元素材料，铬粉能够改善抗点蚀能力，保证了焊缝金属的耐腐蚀性和焊接的强度。上述所述的镍粉也是作为一种焊缝金属中过渡合金元素，是一种稳定产生奥氏体显微结构的金属元素，能增强焊缝金属的耐腐蚀性和韧性。如果加入的量过低，则韧性不足，容易产生脆性裂纹；如果加入的量过高，则所形成的奥氏体分数率会过大，从而使得强度趋于降低，会影响焊接后的焊缝金属性能。同时由于其是扩大奥氏体区元素，其含量的高低也影响焊缝金属中固溶氮的含量。钥粉能够起到在保证焊缝金属的耐腐蚀性的前提下大幅度提高焊缝金属的强度；同时，其与本专利技术中的其它组分配合具有较好的协同作用，能更好的保证焊缝金属的高强度。钥的加入量过低，焊缝金属的耐腐蚀性和强度都不够，焊缝固氮效果差；而加入量过高则会使焊缝金属结构中产生金属间化合物，从而使得韧性降低，增加了焊缝金属的脆性。本专利技术通过大量时间所选定的钥的用量既能够保证焊缝金属的耐腐蚀性，有能够获得高强度的焊缝金属。硅锰合金起到脱氧剂及合金剂的作用，其在熔池中与氧结合起到脱氧作用，另一方面向焊缝金属过渡锰和硅元素，(感觉这句不是很通顺)向焊缝提供优良的力学性能。硅能够封闭奥氏体区，不利于氮元素的固溶；而锰能够扩大奥氏体区元素，适当的含量利于氮元素的固溶。钛铁和铝镁粉主要起到先期脱氧的作用，以避免气孔等缺陷的产生。而钛是一种强的铁素体形成元素，如果加入的量过高，会扩大铁素体区，缩小奥氏体区，造成焊缝金属在冷却过程中不发生相变，也不会产生晶粒细化作用，从而大大降低焊缝金属的塑性，造成焊缝金属的脆性。本专利技术经过大量试验所确定的用量范围，能够与其它元素协同作用，很好地解决了上述问题，同时焊缝金属的塑性和韧性也更佳。而镁元素则起到提高低温冲击韧性的作用。钾类稳弧剂和氧化钠主要起到稳弧作用，适当的用量能够提高电弧燃烧稳定性，减少飞溅，而含量过高时则会恶化工艺。氧化铋可细化晶粒，提高低温冲击韧性，在与C、S1、Mn、Ti同时加入时具有显著的提高冲击韧性作用，而且可改善焊接熔池表面张力，改善焊缝的成型。稀土元素铈起到净化 晶界、细化晶粒的作用，有益于消除结晶裂纹、提高焊缝金属的力学强度和韧性。本专利技术碳钢外皮的材质为低碳钢，所述的钢带厚度为O. 3 O. 7mm，宽度为8 12mm，所述低碳钢中的成分占低碳钢的重量百分比为C ( O. 050%, Mn ( O. 200%,Si ( O. 010%, S ^ O. 010%, P ^ O. 020%。选用上述的低碳钢钢带更有利于实际生产操作，同样能更有效的结合本专利技术所述的药芯，使制成的药芯焊丝质量更佳。综上所述，1、本专利技术所提供的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，药芯中的各成份用量配比合理，各组分间协本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，包括碳钢包芯壳体以及填充在所述壳体内的药粉，其特征在于所述药粉的重量百分组成如下：所述药粉的重量为该焊丝总重量的40～50%。FDA00002632742100011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，包括碳钢包芯壳体以及填充在所述壳体内的药粉，其特征在于所述药粉的重量百分组成如下金属铬35 45镍粉15 25氮化铬铁3 6娃猛合金IO 15钼粉2 8钛铁粉0.5 2.5碳酸钾稳弧剂0.5 I铝镁粉0.5 I氧化铋0.5 I氧化钠0.3 0.5稀土铈0.01-0.1铁粉I IO 所述药粉的重量为该焊丝总重量的40 50%。2.根据权利要求1所述的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于所述壳体为低碳钢，并且该低碳钢中C彡O. 050%, Mn ( O. 200%, Si ( O. 010%, S彡O. 010%,P 彡 O. 020%。3.根据权利要求1或2所述的金属粉芯型含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝，其特征在于所述氮化铬铁中氮的重量含量为10%,铬...
【专利技术属性】
技术研发人员：明珠，都建国，王有祁，陈东高，刘燕林，王东，马冰，王法科，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五二研究所，北京天一焊业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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