0Cr13Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，本發(fā)明還涉及該焊絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]馬氏體不銹鋼的金相組織為馬氏體，這類鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)12% -27%，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)1.0 %，提高了鋼的強(qiáng)度和硬度。目前普遍應(yīng)用的馬氏體不銹鋼可分為Cr 13型馬氏體不銹鋼和低碳馬氏體不銹鋼。
[0003]Crl3型馬氏體不銹鋼，主要作為具有一般抗腐蝕性能的不銹鋼使用，隨著碳含量的不斷增加，其強(qiáng)度與硬度提高，塑性與韌性降低，作為焊接用鋼，碳含量一般不超過0.15%。除具有一定的耐腐蝕性能之外，還具有$父尚的尚溫強(qiáng)度及抗尚溫氧化性能，在電站設(shè)備中的高溫高壓管道及航空發(fā)動(dòng)機(jī)中廣泛應(yīng)用。
[0004]低碳馬氏體不銹鋼是在Crl3基礎(chǔ)上，在大幅度降低碳含量的同時(shí)，將Ni含量控制在4% -6%的范圍，還加入少量的Mo、Ti等合金元素的一類高強(qiáng)馬氏體鋼，除具有一定的耐腐蝕性能外，還具有良好的抗汽蝕、磨損性能，因此在水輪機(jī)及大型水泵中有廣泛應(yīng)用。
[0005]0Crl3Ni5Mo是一種低碳馬氏體不銹鋼，具有良好的耐酸性能和焊接性。廣泛應(yīng)用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，泵殼，閥體，葉輪，電站壓力管道上。研制一種馬氏體不銹鋼0Crl3Ni5Mo匹配的藥芯焊絲，可進(jìn)一步發(fā)展0Crl3Ni5Mo不銹鋼的使用，發(fā)揮出它的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，能夠得到馬氏體不銹鋼焊縫組織，焊接接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能與耐蝕性能。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲的制備方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成:金屬鉻粉5 % -12 %，金屬錳粉4 % -6 %，硅鐵5% -10%，鉬粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%, Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。
[0009]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于:
[0010]外皮材料為304不銹鋼鋼帶。
[0011]該焊絲中藥芯的填充率(質(zhì)量比)為25%-28%。
[0012]該焊絲的直徑為1.2-2.0_。
[0013]本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0014]步驟1，按質(zhì)量百分比分別稱取金屬鉻粉5% -12%，金屬錳粉4% _6%，硅鐵5% -10%，鉬粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%，Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100% ；
[0015]步驟2，將步驟I稱取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入水玻璃粘結(jié)劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結(jié)，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0016]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻粉，金屬錳粉，硅鐵，鉬粉，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分?jǐn)嚢瑁旌现蠓湃牒娓蔂t中烘干200攝氏度、2小時(shí)，得到藥芯粉末；
[0017]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將304不銹鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25% _28%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲;
[0018]步驟5，最后用拉絲機(jī)將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0019]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0020]步驟2中水玻璃粘結(jié)劑的添加量為藥芯粉末總重量的20%。
[0021]步驟2中燒結(jié)的溫度為500-650°C，時(shí)間為3_4h。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，
[0023]1.本發(fā)明0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，能夠得到馬氏體不銹鋼焊縫組織，焊接接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能與耐蝕性能，實(shí)現(xiàn)了 0Crl3Ni5Mo不銹鋼的焊接。
[0024]2.本發(fā)明0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，施焊時(shí)不需外加保護(hù)氣體，可實(shí)現(xiàn)自保護(hù)焊接，具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，焊接煙塵少；適用于自動(dòng)焊接設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成:金屬鉻粉5 % -12 %，金屬錳粉4% -6 %，硅鐵5 % -10 %，鉬粉2.5 % -5 %，CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%, Li2C035% -8%, Al-Mg 合金粉?% -10%，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。外皮材料為304不銹鋼鋼帶。
[0027]該焊絲中藥芯的填充率(質(zhì)量比)為25% -28%。該焊絲的直徑為1.2-2.0mm。
[0028]上述0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0029]步驟1，按質(zhì)量百分比分別稱取金屬鉻粉5% -12%，金屬錳粉4% _6%，硅鐵5% -10%，鉬粉 2.5% -5%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% ~?%,Li2C035% -8%，Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100% ；
[0030]步驟2，將步驟I稱取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入藥芯粉末總重量的20%水玻璃粘結(jié)劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結(jié)，溫度為500-650°C，時(shí)間為3-4h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0031 ] 步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻粉，金屬錳粉，硅鐵，鉬粉，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分?jǐn)嚢?，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時(shí)，得到藥芯粉末；
[0032]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將304不銹鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25% _28%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0033]步驟5，最后用拉絲機(jī)將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0034]本發(fā)明0Crl3Ni5Mo不銹鋼用自保護(hù)焊絲適用于藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，焊接電流為180-240A，電壓為20-25V，不需外加保護(hù)氣體。
[0035]藥芯中各組分的作用:
[0036]1.鉻，硅，鉬是鐵素體形成元素，配合使用可促使焊縫金屬中形成鐵素體，錳，是奧氏體形成元素，可促使焊縫金屬中形成奧氏體。這兩類金屬粉經(jīng)過合理的配比，可使焊縫轉(zhuǎn)變成馬氏體組織。
[0037]2.鉻可以提高焊縫的耐蝕性，使焊接接頭滿足不銹鋼的使用要求。
[0038]3.硅，錳有一定的脫氧作用作用，可凈化焊縫。此外，硅還具有抗回火軟化的作用，是焊縫在后續(xù)的熱處理過程中保持一定的強(qiáng)度。錳還具有提高焊縫淬透性的作用，是焊縫在冷卻的過程中全部轉(zhuǎn)變成馬氏體。
[0039]4.CaF2, S12, T12都具有造渣的作用，焊接時(shí)產(chǎn)生熔渣對(duì)熔池具有保護(hù)作用。CaF2, S12, T12同時(shí)還有調(diào)整熔渣粘度和堿度的作用。
[0040]5.CaCO3, 1^20)3具有造氣的作用，焊接時(shí)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，對(duì)熔池進(jìn)行保護(hù)。
[0041]6.Al-Mg合金粉具有除氧的作用，焊接時(shí)易與氧氣結(jié)合，從而保護(hù)了其他組分。
[0042]7.Fe是為了補(bǔ)充剩余質(zhì)量，使藥芯的總質(zhì)量達(dá)到100%。
[0043]實(shí)施例1
[0044]步驟1，分別稱取金屬鉻粉70g，金屬錳粉40g，硅鐵70g，鉬粉40g，CaF2150g，Si0270g，Ti0240g，Ca⑶340g，Li2C0360g，Al-Mg 粉 80g，鐵粉 340g ；
[0045]步驟2，將步驟 I 稱取的 CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg 粉加入 200g 水玻璃粘結(jié)劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為600°C，時(shí)間3h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目之間的混合粉；
[0046]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻粉，金屬錳粉，硅鐵，鉬粉，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分?jǐn)嚢?，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時(shí)，得到藥芯粉末；
[0047]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將304不銹鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為27%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.4mm，得到藥芯焊絲；
[0048]步驟5，最后用拉絲機(jī)將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0049]用實(shí)施例1制備的焊絲，采用藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，焊接電流為180-200A，電壓為22V，不需外加保護(hù)氣體。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為786Mpa，屈服極限為681Mpa，斷面收縮率為62%，沖擊功136J，接頭性能符合0Crl3Ni5Mo的使用要