本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及不銹鋼麻花辮焊接材料及其制作方法。

背景技術(shù)：

不銹鋼焊接具有焊接效率高的特點，但是現(xiàn)有的焊接材料都是單根粗線焊絲，這種單根粗線焊絲需要較大的焊接參數(shù)才能實現(xiàn)焊接，而焊接參數(shù)大必定導致焊接熱輸入量大，從而焊接變形量就大。而且熱輸入量過大的另一個缺點就是熱影響區(qū)寬度過大，熱影響區(qū)寬度過大又會造成焊接接頭在焊接應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕或者晶間腐蝕失效，從而降低設(shè)備的使用壽命。

另外，不銹鋼的物理特點是導熱系數(shù)低，熱膨脹量大，而在焊接過程中是熔池中的金屬首先發(fā)生熱膨脹，在冷卻過程中又開始收縮，而這樣就會導致焊縫金屬的母材側(cè)產(chǎn)生很大的熱影響和一定的收縮應(yīng)力，而且板材越厚這種收縮應(yīng)力越明顯。一般應(yīng)力腐蝕失效和晶間腐蝕失效大部分都是從母材熱影響區(qū)開始起源的，進而呈枝狀擴展。而熱影響區(qū)之所以是不銹鋼腐蝕失效的重災區(qū)，就是因為焊接熱輸入量過大所造成的。因為在焊接熱循環(huán)過程中，任何金屬的熱影響區(qū)晶粒度都會不同程度的長大，而焊接熱輸入量越大，母材熱影響區(qū)的寬度就會越大，對設(shè)備造成的危害也會隨之增大。

而且對于單根粗線焊絲的焊接而言，焊接效率與焊絲直徑是成正比的，焊接效率越高，焊絲直徑越粗。但是焊絲直徑變粗以后，焊接熱輸入量也就必須增加，否則根本熔化不了，隨著焊接熱輸入量的增加，對母材熱影響區(qū)的有害作用也會相應(yīng)增加。因此按常規(guī)技術(shù)思維，要想得到很低的焊接熱輸入量，必須降低焊絲直徑，而降低焊絲直徑則又將導致焊接效率大大降低，從而無法解決其之間的矛盾特性。

在此之前，國內(nèi)有人開發(fā)過氣保焊麻花鋼絲繩焊絲，見《電焊機》1981年02期《用麻花焊絲的窄間隙氣體保護焊》，但鋼絲繩焊絲的剛度很差，在自動送絲時穩(wěn)定性差，在高溫熔化時扭曲擺動，導致電弧不穩(wěn)、焊縫寬窄不一、成型較差，容易出現(xiàn)咬邊、側(cè)壁未熔合等缺陷而未能有效推廣。而焊接時用鋼絲繩麻花焊絲的穩(wěn)定性更差，也未見使用成功的案例和文獻。

因此，現(xiàn)有不銹鋼焊接材料焊接時熱輸入量較高，會導致焊縫金屬韌性變差，焊接變形量大，應(yīng)力腐蝕敏感等問題，急需改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種不銹鋼麻花辮焊接材料及其制作方法，該不銹鋼麻花辮焊接材料及其制作方法能夠提供不銹鋼埋弧焊、氬弧焊和氣保焊等多種焊接材料，其在焊接時熱輸入量低，焊接變形量小，送絲時穩(wěn)定性好，焊接效率高，而且其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，便于大范圍推廣使用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種不銹鋼麻花辮焊接材料，包括焊芯和若干股鋼絲束，其中，

所述焊芯整體呈圓條狀，

所述鋼絲束沿軸線方向包裹在所述焊芯的外表面上，沿所述焊芯的圓周捻股成型，且每股所述鋼絲束由若干根細線絲捻股而成。

更進一步地，所述鋼絲束的數(shù)量為5～20股，每股所述鋼絲束包括3～15根細線絲。

更進一步地，所述焊芯的直徑為焊接材料整體直徑的1/4～1/2。

更進一步地，所述焊芯采用不銹鋼盤圓線材。

更進一步地，所述細線絲的直徑為0.05～0.8mm。

本發(fā)明還提供了一種不銹鋼麻花辮焊接材料的制作方法，包括以下步驟：

步驟1、制作細線絲：坯料選擇不銹鋼盤圓線材，將不銹鋼盤圓線材進行多次拉拔，拉拔完成后進行退火熱處理，得到細線絲；

步驟2、制作鋼絲束：將步驟1中得到的細線絲通過捻股機進行捻股處理，捻股完成后進行在線去除油脂的高溫熱處理；

步驟3、制作焊芯：坯料選擇不銹鋼盤圓線材，將不銹鋼盤圓線材進行多次拉拔，拉拔完成后進行退火熱處理，得到焊芯；

步驟4、制作成不銹鋼麻花辮焊接材料：將步驟2中得到的鋼絲束沿軸線方向均布包裹在步驟3中得到的焊芯的外表面上，利用捻股機將上述鋼絲束沿焊芯的圓周方向進行捻股，捻股完成后進行去除油脂的高溫熱處理，得所述不銹鋼麻花辮焊接材料。

更進一步地，在步驟1中，細線絲進行退火熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。

更進一步地，在步驟2中，鋼絲束進行在線去除油脂的高溫熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。

更進一步地，在步驟3中，焊芯進行退火熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。

更進一步地，在步驟4中，得到的不銹鋼麻花辮焊接材料進行去除油脂的高溫熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘，熱處理完成后出爐進行水冷，水冷完成后采用干燥爐進行烘干，烘干溫度為100～300℃。

本發(fā)明，采用的不銹鋼麻花辮焊接材料，熔化速度快，與傳統(tǒng)實芯焊接材料相比，不需要很大的焊接電流，節(jié)省電力能源消耗，熱輸入量低，對母材熱影響區(qū)的有害作用小，焊接變形量小，送絲時穩(wěn)定性好，而且焊接效率高，質(zhì)量好，成型美觀。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實施例1中不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料的示意圖；

圖2為實施例2中不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料的示意圖。

附圖標記：

1-焊芯 2-鋼絲束 3-細線絲

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

根據(jù)圖1至圖2所示，本發(fā)明提供了一種不銹鋼麻花辮焊接材料，包括焊芯1和若干股鋼絲束2。

其中，焊芯1整體呈圓條狀，鋼絲束2沿軸線方向包裹在焊芯1的外表面上，沿焊芯1的圓周捻股成型，且每股鋼絲束2由若干根細線絲3捻股而成。焊芯在中心處起到整體支撐穩(wěn)固的作用，且鋼絲束與焊芯的連接采用捻股制作，結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)固且均勻分布。

在本方案中，鋼絲束2的數(shù)量為5～20股，每股鋼絲束2包括3～15根細線絲3。

在本方案中，焊芯1的直徑為焊接材料整體直徑的1/4～1/2。因為在中心軸線上設(shè)計實芯焊芯，是為了保證焊接材料整體在焊接過程中具有一定的剛度和穩(wěn)定性，保證熔敷金屬在焊接過程中行走穩(wěn)定，成型美觀、質(zhì)量可靠。

在滿足上述直徑要求的基礎(chǔ)上，在本方案中，焊芯的直徑為1～2.5mm。細線絲的直徑為0.05～0.8mm。

本發(fā)明還提供了一種不銹鋼麻花辮焊接材料的制作方法，包括以下步驟：

步驟1、制作細線絲3：坯料選擇不銹鋼盤圓線材，將不銹鋼盤圓線材進行多次拉拔，拉拔完成后進行退火熱處理，得到細線絲；在本步驟中采用的坯料為直徑5～20mm的不銹鋼盤圓線材，材料選用鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體+奧氏體不銹鋼、超級奧氏體不銹鋼或者鎳基不銹鋼材料。

步驟2、制作鋼絲束2：將步驟1中得到的細線絲通過捻股機進行捻股處理，捻股完成后進行在線去除油脂的高溫熱處理。

步驟3、制作焊芯1：坯料選擇不銹鋼盤圓線材，將不銹鋼盤圓線材進行多次拉拔，拉拔完成后進行退火熱處理，得到焊芯；在本步驟中采用的坯料為直徑5～20mm的不銹鋼盤圓線材，材料選用鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體+奧氏體不銹鋼、超級奧氏體不銹鋼或者鎳基不銹鋼材料。

步驟4、制作成不銹鋼麻花辮焊接材料：將步驟2中得到的鋼絲束沿軸線方向均布包裹在步驟3中得到的焊芯的外表面上，利用捻股機將上述鋼絲束沿焊芯的圓周方向進行捻股，捻股完成后進行去除油脂的高溫熱處理，得所述不銹鋼麻花辮焊接材料。在本步驟中，進行去除油脂的高溫熱處理的作用是為了將不銹鋼盤圓線材在拉拔和捻股的過程中吸附的潤滑油脂燒毀，以確保不銹鋼麻花辮焊接材料成品的表層及鋼絲束里面都沒有任何油脂成分，避免焊接時產(chǎn)生氣孔和夾渣。

在步驟1中，細線絲進行退火熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。在本步驟中，填充的保護氣體采用氮氣、氬氣或氫氣中的一種，也可以選用其他氣體。

在步驟2中，鋼絲束進行在線去除油脂的高溫熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。在本步驟中，填充的保護氣體采用氮氣、氬氣或氫氣中的一種，也可以選用其他氣體。

在步驟3中，焊芯進行退火熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘。在本步驟中，填充的保護氣體采用氮氣、氬氣或氫氣中的一種，也可以選用其他氣體。

在步驟4中，得到的不銹鋼麻花辮焊接材料進行去除油脂的高溫熱處理的溫度采用600～1200℃，在熱處理時，爐內(nèi)填充保護氣體，熱處理的時間為2～4分鐘，熱處理完成后出爐進行水冷，水冷完成后采用干燥爐進行烘干，烘干溫度為100～300℃。在本步驟中，填充的保護氣體采用氮氣、氬氣或氫氣中的一種，也可以選用其他氣體。

本方案提供的不銹鋼麻花辮焊接材料，由于焊接速度提高，焊接熱輸入量降低，特別適合厚板不銹鋼材料的對接焊，以及碳鋼(或鉻鉬鋼)+不銹鋼堆焊的焊接，直徑0.8～2.0mm的不銹鋼麻花辮焊接材料適合手工、半自動氬弧焊、半自動氣保焊和機器人氣保焊的焊接；且本方案中提供的不銹鋼麻花辮焊接材料對各種焊接方法的焊接設(shè)備都不需要改進或更換，可以直接使用，節(jié)省設(shè)備投資成本，且焊接材料在焊接時所用的焊劑與傳統(tǒng)焊絲相同，焊劑不需要進行重新選配或重新設(shè)計配方，具有簡單方便實用的特點；而且本方案中提供的不銹鋼麻花辮焊接材料及其制作方法，還可以對相關(guān)國防裝備、核電、電力和石化設(shè)備等不銹鋼重要設(shè)備的焊接起到極大的科技支撐作用。

本發(fā)明，采用的不銹鋼麻花辮焊接材料，熔化速度快，不需要很大的焊接電流，節(jié)省電力能源消耗，熱輸入量低，對母材熱影響區(qū)的有害作用小，焊接變形量小，送絲時穩(wěn)定性好，而且焊接效率高，質(zhì)量好，成型美觀。

本方案中的不銹鋼麻花辮焊接材料可以用于埋弧焊、氣保焊以及氬弧焊等多種焊接方式中，以下通過埋弧焊和氣保焊的實施例對本發(fā)明中不銹鋼麻花辮焊接材料及其制作方法做進一步的說明。

實施例1：一種用于埋弧焊焊接材料的實施例

根據(jù)圖1所示，不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料的直徑取4.0mm，焊芯1直徑為2.0mm，采用3根細線絲3合成一股鋼絲束2，共有9股鋼絲束2與焊芯1捻股成不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料，其制作步驟如下：

1、制作細線絲3：將直徑5.5mm的不銹鋼盤圓線材經(jīng)過多次拉拔至直徑為0.5mm的細線絲，送熱處理爐進行自動送絲退火熱處理，熱處理溫度800℃，爐內(nèi)保溫熱處理時間3分鐘。

2、制作鋼絲束2：將步驟1中得到的細線絲通過捻股機進行捻股處理，按3根細線絲為一股捻股合成鋼絲束，捻股完成后進行在線去除油脂的高溫熱處理，熱處理溫度800℃，爐內(nèi)保溫熱處理時間3分鐘。

3、制作焊芯1：將直徑為5.5mm的不銹鋼盤圓線材拉拔成直徑為2.0mm的單根焊芯，然后送熱處理爐進行1050℃在線退火熱處理，爐內(nèi)保溫熱處理時間3分鐘。

4、制作成不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料：將單根焊芯置于中心軸上，用捻股機將9股鋼絲束沿軸向均勻分布于焊芯的外表面上，進行再次捻股，捻股完成后按800℃、保溫2分鐘進行去除油脂的高溫熱處理，然后進行水冷處理，水冷后置于200℃干燥爐中進行干燥處理。

不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料與現(xiàn)有焊絲的比較：

不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料的直徑為4.0mm，在同等焊接坡口型式下，其正常熱輸入量的焊接工藝與現(xiàn)有埋弧焊較低熱輸入量的焊接工藝比較如下：

通過比較，不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料的焊接熱輸入量大約只有現(xiàn)有埋弧焊焊絲的58％，因此，本實施例中提供的不銹鋼麻花辮埋弧焊焊接材料在焊接時的熱輸入量低，對母材熱影響區(qū)的有害作用小，而且焊接效率高、質(zhì)量好、成型美觀。

由于不銹鋼麻花辮焊接材料的熱輸入量很低，其埋弧焊焊材的直徑可以做到6mm，使熔敷金屬一次性填充的體積更多，效率更高。

實施例2：一種用于氣保焊焊接材料的實施例

根據(jù)圖2所示，不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料的直徑取2.0mm，焊芯1直徑為0.92mm，采用7根細線絲3合成一股鋼絲束2，共有9股鋼絲束2與焊芯1捻股成不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料，其制作步驟如下：

1、制作細線絲3：將直徑5.5mm的不銹鋼盤圓線材經(jīng)過多次拉拔至直徑為0.18mm的細線絲，送熱處理爐進行自動送絲退火熱處理，熱處理溫度800℃，爐內(nèi)保溫熱處理時間2分鐘。

2、制作鋼絲束2：將步驟1中得到的細線絲通過捻股機進行捻股處理，按7根細線絲為一股捻股合成鋼絲束，捻股完成后進行在線去除油脂的高溫熱處理，熱處理溫度800℃，爐內(nèi)保溫熱處理時間3分鐘。

3、制作焊芯1：將直徑為5.5mm的不銹鋼盤圓線材拉拔成直徑為0.92mm的單根焊芯，然后送熱處理爐進行1050℃在線退火熱處理，爐內(nèi)保溫熱處理時間3分鐘。

4、制作成不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料：將單根焊芯置于中心軸上，用捻股機將9股鋼絲束沿軸向均勻分布于焊芯的外表面上，進行再次捻股，捻股完成后按800℃、保溫2分鐘進行去除油脂的高溫熱處理，然后進行水冷處理，水冷后置于200℃干燥爐中進行干燥處理。

不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料與現(xiàn)有氣保焊焊絲的比較：

不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料的直徑為2.0mm，在同等焊接坡口型式下，其正常熱輸入量的焊接工藝與現(xiàn)有氣保焊較低熱輸入量的焊接工藝比較如下：

由于現(xiàn)有實芯氣保焊絲直徑粗大以后的剛性太大，送絲性能不好。一般實際使用的氣保焊絲直徑為1.2mm，而麻花辮氣保焊絲直徑可以達到2.0mm，用本設(shè)計方案獲得的不銹鋼麻花辮氣保焊焊接材料具有剛性適中，韌性好，送絲性能好的特點，特別適合于對于熔敷金屬填充量很大的插管焊和角焊的焊接要求。兩種焊接材料在熱輸入量幾乎完全相同的情況下，焊接速度卻比現(xiàn)有氣保焊絲快40％以上。根據(jù)焊材截面積來推算，直徑2.0不銹鋼麻花辮焊接材料一次性熔敷金屬的填充量大約是直徑1.2實芯焊絲填充量的2.8倍，從焊接速度高和填充量大來講，足已充分體現(xiàn)出不銹鋼麻花辮焊接材料的巨大優(yōu)勢。

由于不銹鋼麻花辮焊接材料外表面的摩擦系數(shù)高，送絲精準不打滑，并具有一定的剛性和穩(wěn)定性，也特別適合于機器人的焊接。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。