本发明专利技术属于焊接材料制备技术领域，具体涉及一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用。焊丝的制备工艺具体包括如下步骤：（1）药芯的组份确认；（2）研磨；（3）粉末混合干燥；（4）制备焊丝母线；（5）焊丝表面皮膜处理；（6）拉拔和光亮退火；（7）减径拉拔；（8）消除内应力校直；（9）干擦、水洗后干燥，涂油，盘成圆盘，密封包装即可。本发明专利技术的一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺工艺稳定易于实现，焊丝的拉拔性能优良，焊丝直径精度高；焊接工艺优良，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，制备的焊丝具有强度高，韧性好，耐腐蚀的优点，满足抗拉强度为650MPa级奥氏体不锈钢焊接中。
【技术实现步骤摘要】
一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用
本专利技术属于焊接材料制备
，具体涉及一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用。
技术介绍
随着现代工业技术的发展，不锈钢行业也得到较快的发展，不锈钢以其优良的机械性能、耐蚀性，得到广泛的应用，然而其焊接问题也愈显突出。不锈钢消费量的强劲增长，必将带动焊接市场的快速增长：一方面，钢材的品质进步促使不锈钢焊接材料的更新换代；另一方面，不锈钢焊接高效(自动化)进程明显提速，促使焊接材料的品种结构调整步伐加快。不锈钢在实际焊接过程中，焊接接头的强韧性与母材的强韧化水平存在较大差异，这就使得产品的生产成本增加，容易引发安全事故。焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同，焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯，为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量，应有严格的限制，优于母材。与传统的手工焊条、镀铜实芯焊丝、埋弧焊剂相比，采用不锈钢药芯焊丝进行焊接具有明显的优势，其一，焊接过程更加连续，而且可以实现自动焊接，从而减少了焊接接头，极大的提高了生产效率，是手工电弧焊的3-4倍，焊接质量好，节约了能源，降低了综合成本；其二，不锈钢药芯焊丝不存在发热和发红现象，且飞溅极小，焊缝光亮呈银白色，焊后一般不需要酸洗、打磨和抛光；其三，药芯焊丝中的药粉都经过高温烘焙，水分极少，焊接之前不需要烘干，气孔敏感性较低。所以不锈钢药芯焊丝广泛应用于造船、石化、压力容器、钢结构和工程机械等行业。因此，随着经济的快速、稳定、持续发展，市场对不锈钢材料的需求快速增长，对不锈钢药芯焊丝的需求量也越来越大，研制、开发一种与不锈钢配套的新型药芯焊丝，使其满足低成本的情况下，还具有焊接工艺性能良好、电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观的特点，是十分重要的研究课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用，对于不锈钢药芯焊丝均可以使用本专利技术的制备工艺制得，制得的焊丝焊接工艺性能良好、电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，满足高强度，高韧性，耐腐蚀的焊接要求。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺，焊丝包括药芯和不锈钢带，具体包括如下步骤：(1)药芯的组份按质量百分比包括：铬粉：25～30％、镍粉：15～20％、钼粉：1～3％、锰粉：0.2～0.8％、钛粉：0.5～3％、多元合金：5～10％、石英5～8％、金红石4～7％、锆英砂5～8％、氟化物1～3％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；(2)将步骤(1)称取的石英、氟化钙、金红石、锆英砂、多元合金加入药芯总质量10～15％的水玻璃粘连剂混合均匀，然后放置在加热炉中550-600℃烧结1-3h，碾碎研磨后过筛，筛选粒度60-90目之间的混合粉；(3)将步骤(1)其他剩余组份与步骤(2)制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入干燥炉中在155-165℃下干燥3-5h，确保药芯的水分低于400ppm；(4)将不锈钢带放置在药芯成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加一半量的步骤(3)得到的药芯粉末，将U型槽碾压闭合；再次轧成U型槽，加入剩下的药芯粉末，控制药芯粉末的整体填充率为23-28％，随后通过成型机将U型槽钢带碾压闭合，形成直径4-6mm的焊丝母线；(5)将步骤(4)的焊丝母线滚动牵引进入到盛有表面膜除溶液的槽内，进行表面皮膜处理；(6)将步骤(5)中表面膜处理的焊丝母线干燥后，送入直进式粗拉丝机进行初次拉拔，进行光亮退火，如此重复4-6次，以消除拉拔焊丝的加工硬化和收缩；(7)将步骤(6)的粗拉拔焊丝，牵引进入直进式精拉丝机上，进行9级减径处理，得直径1.8-2mm的焊丝；(8)将步骤(7)拉拔处理后的焊丝进入到用于消除拉拔过程中产生的残余应力的校直器内进行校直；(9)将步骤(8)校直后的焊丝经干擦、水洗后干燥，涂油，盘成圆盘，密封包装即可。进一步，上述所述的不锈钢带为碳含量为0-0.04％的304不锈钢带。进一步，上述步骤(1)所述的多元合金的质量组成为Mg45％、Al35％、Zn12％、B8％。进一步，上述步骤(1)所述的氟化物为氟化钠、氟硅酸钠、氟硅酸钾和氟铝酸钠中的一种或者多种的组合。进一步，上述步骤(2)所述的水玻璃为钾水玻璃，波美度为44-46，模数2.7-2.9，氧化钾质量百分含量为14-17％，其中二氧化硅质量百分含量为28.0-31.0％，其余为水。进一步，上述步骤(5)所述的表面膜除溶液由质量百分含量为35％的硫酸钾、20％的碳酸钠、30％的硬脂酸钠和15％的极压添加剂组成。进一步，上述所述的极压添加剂由质量百分含量为35-45％足球烯、30-35％二硫化钼和20-35％硫化油酸组成。进一步，一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝应用在抗拉强度为650MPa级奥氏体不锈钢焊接中。进一步，上述在焊接时采用二氧化碳气体保护，纯度＞99％。进一步，上述焊接条件为：电流180-210A，电压28-30V，焊接速度350-400mm/min。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术的一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用，工艺稳定易于实现，焊丝的拉拔性能优良，焊丝直径精度高，利用滚动牵引方式，减少焊丝母线在拉拔过程中的摩擦，外表面粗糙度低，焊丝外观质量好。(2)本专利技术的一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用，将焊丝表面膜处理，保证了焊丝在后续的焊接过程中焊接工艺优良，电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观，内应力的消除，有助于线性稳定的作用，避免出现焊接裂缝。(3)本专利技术的一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用，采用两次轧制U型槽和两次加入药芯的方法，这样在压平或拉拔过程中不会造成药芯粉急剧压缩对钢带造成过大压力的现象出现，从而有效保护钢带的完整性，制备的焊丝具有强度高，韧性好，耐腐蚀的优点，满足抗拉强度为650MPa级奥氏体不锈钢焊接中。(4)本专利技术的一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺及其应用，工艺稳定，易于操作，综合成本低，效率高，便于规模化、连续化生产作业。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺，焊丝包括药芯和碳含量为0.04％的304不锈钢带，具体包括如下步骤：(1)药芯的组份按质量百分比包括：铬粉：25％、镍粉：15％、钼粉：1％、锰粉：0.2％、钛粉：0.5％、多元合金：10％、石英8％、金红石7％、锆英砂5％、氟化钠3％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％，其中多元合金的质量组成为Mg45％、Al35％、Zn12％、B8％；(2)将步骤(1)称取的石英、氟化钙、金红石、锆英砂、多元合金加入药芯总质量10％的水玻璃粘连剂混合均匀，然后放置在加热炉中550℃烧结3h，碾碎研磨后过筛，筛选粒度60目之间的混合粉，其中水玻璃为钾水玻璃，波美度为44，模数2.7，氧化钾质量百分含量为14％，其中二氧化硅质量百分含量为28.0％，其余为水；(3)将步骤(1)其他剩余组份与步骤(2)制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺，焊丝包括药芯和不锈钢带，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）药芯的组份按质量百分比包括：铬粉：25～30%、镍粉：15～20%、钼粉：1～3%、锰粉：0.2～0.8%、钛粉：0.5～3 %、多元合金：5～10%、石英5～8%、金红石4～7%、锆英砂5～8%、氟化物1～3%，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100%；（2）将步骤（1）称取的石英、氟化钙、金红石、锆英砂、多元合金加入药芯总质量10～15%的水玻璃粘连剂混合均匀，然后放置在加热炉中550‑600℃烧结1‑3h，碾碎研磨后过筛，筛选粒度60‑90目之间的混合粉；（3）将步骤（1）其他剩余组份与步骤（2）制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入干燥炉中在155‑165℃下干燥3‑5h，确保药芯的水分低于400ppm；（4）将不锈钢带放置在药芯成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加一半量的步骤（3）得到的药芯粉末，将U型槽碾压闭合；再次轧成U型槽，加入剩下的药芯粉末，控制药芯粉末的整体填充率为23‑28%，随后通过成型机将U型槽钢带碾压闭合，形成直径4‑6mm的焊丝母线；（5）将步骤（4）的焊丝母线滚动牵引进入到盛有表面膜除溶液的槽内，进行表面皮膜处理；（6）将步骤（5）中表面膜处理的焊丝母线干燥后，送入直进式粗拉丝机进行初次拉拔，进行光亮退火，如此重复4‑6次，以消除拉拔焊丝的加工硬化和收缩；（7）将步骤（6）的粗拉拔焊丝，牵引进入直进式精拉丝机上，进行9级减径处理，得直径1.8‑2mm的焊丝；（8）将步骤（7）拉拔处理后的焊丝进入到用于消除拉拔过程中产生的残余应力的校直器内进行校直；（9）将步骤（8）校直后的焊丝经干擦、水洗后干燥，涂油，盘成圆盘，密封包装即可。...
【技术特征摘要】
1.一种高强度不锈钢电弧焊药芯焊丝的制备工艺，焊丝包括药芯和不锈钢带，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）药芯的组份按质量百分比包括：铬粉：25～30%、镍粉：15～20%、钼粉：1～3%、锰粉：0.2～0.8%、钛粉：0.5～3%、多元合金：5～10%、石英5～8%、金红石4～7%、锆英砂5～8%、氟化物1～3%，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100%；（2）将步骤（1）称取的石英、氟化钙、金红石、锆英砂、多元合金加入药芯总质量10～15%的水玻璃粘连剂混合均匀，然后放置在加热炉中550-600℃烧结1-3h，碾碎研磨后过筛，筛选粒度60-90目之间的混合粉；（3）将步骤（1）其他剩余组份与步骤（2）制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入干燥炉中在155-165℃下干燥3-5h，确保药芯的水分低于400ppm；（4）将不锈钢带放置在药芯成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加一半量的步骤（3）得到的药芯粉末，将U型槽碾压闭合；再次轧成U型槽，加入剩下的药芯粉末，控制药芯粉末的整体填充率为23-28%，随后通过成型机将U型槽钢带碾压闭合，形成直径4-6mm的焊丝母线；（5）将步骤（4）的焊丝母线滚动牵引进入到盛有表面膜除溶液的槽内，进行表面皮膜处理；（6）将步骤（5）中表面膜处理的焊丝母线干燥后，送入直进式粗拉丝机进行初次拉拔，进行光亮退火，如此重复4-6次，以消除拉拔焊丝的加工硬化和收缩；（7）将步骤（6）的粗拉拔焊丝，牵引进入直进式精拉丝机上，进行9级减径处理，得直径1.8-2mm的焊丝；（8）将步骤（7）拉拔处理后的焊丝进入到用于消除拉拔过程中产生的残余应力的校直器内进行校直；（9）将步骤（8）校直后的焊丝经干擦、水洗后干燥，涂油，盘成圆盘，密封包装即可...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄浩琴，
申请(专利权)人：江苏思迪彼特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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