超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝制造技术

本发明专利技术涉及超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。具体地说，本发明专利技术涉及的超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15‑20重量份、金属镍粉6‑10重量份、金属锰粉4‑10重量份、金红石20‑25重量份、硅钙合金2‑4重量份、长石3‑6重量份、石英3‑5重量份、氟化稀土、铝镁合金2‑4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。本发明专利技术还涉及该药芯焊丝的制备方法。本发明专利技术提供的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝可以很好地改善焊接工艺性，提高焊接效率，焊缝金属具有稳定且优良的‑196℃超低温冲击韧性。

【技术实现步骤摘要】
超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝
本专利技术属于焊接材料领域，涉及一种不锈钢焊接用的药芯焊丝，特别涉及一种适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝。本专利技术提供的适用于超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝可以很好地改善焊接工艺性，提高焊接效率，焊缝金属具有稳定且优良的超低温(-196℃)冲击韧性。
技术介绍
随着现代工业和装备技术的发展，对不锈钢焊材除了要求常规的耐蚀、强度、抗氧化等性能外，有些场合还要求在超低温(-196℃)有良好的韧性，在非常低的工作温度下，能够有效防止脆性断裂事故的发生。比如在液化天然气设施的建造和安装中，涉及到大量管道系统，尤其是在超低温下使用的不锈钢管道系统的焊接。工程上一般要求-196℃冲击韧性≥30J。面心立方晶格的奥氏体不锈钢由于具有优良的低温韧性，常被用作低温用钢。在超低温不锈钢结构的建造中，使用标准的超低碳奥氏体钢焊丝能获得满意、稳定的超低温冲击韧性，但是需要熔渣保护的其他焊接方法焊接后的焊缝金属不可避免的含有较高的非金属夹杂物，降低了焊缝金属的超低温冲击韧性。因此，普通的焊接材料不能满足超低温使用要求。目前，针对超低温不锈钢的焊接，主要采用实心焊丝、焊条进行，实心焊丝存在效率低、成分调节困难等问题，焊条存在生产效率低、利用率低等缺点。个别厂家也开发出了超低温用不锈钢药芯焊丝，但普遍存在超低温冲击韧性不稳定、焊接工艺差等问题。CN110014244A(申请号201910304823.6，机电)公开了一种可低温焊接不锈钢材料的焊丝，属于钢材焊接
所述焊丝由以下重量份的组分制成：Si10～16份、Cr12～28份、CaO20～25份、Ni5～12份、ZrO22～10份、NaF10～20份、Na3AlF66～12份、Na2O1～3份、K2O0.8～3份、Cu0.3～2份、N0.06～0.2份、S0.3～0.6份、P0.01～0.05份，余量为Fe和不可避免的杂质。据信该专利技术工艺设计合理，冷低温条件下具有较高强度和极优良低温塑性和韧性，可焊接不锈钢材料，且不易脆裂，使用寿命长。CN102601547A(申请号201210067842.X，中江)公开了一种不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢的外皮和药芯，所述药芯的化学成分及含量占焊丝总重量的百分比为：Mn：0.6～1.75％，Si：0.9～1.1％，S：0.01～0.03％，P：0.03～0.04％，Cu：0.3～0.5％，Cr：19～20％，Ni：9.5～11％，Mo：0.5％。据信该专利技术具有耐点蚀性和低温韧性。本专利技术人已经发现上述文献记载的焊丝难以满足本专利技术工况要求。CN110524136A(申请号：201910839664.X，京群)公开了一种可热处理的超低温抗裂超高韧性奥氏体不锈钢焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂覆于焊芯外壁，药皮占焊条总重量的重量系数为0.4～0.6，(a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，焊芯的组分如下：C：0.006～0.010％；Si：0.10～0.25％；Mn：1.50～2.10％；Cr：18.0～20.5％；Ni：9.5～10.5％；P：0.008～0.012％；S：0.003～0.008％；Fe：余量；(b)药皮组成采用CaCO3-CaF2渣系，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：10～25％；碳酸钡：3～10％；氟化钙：8～16％；氟化钡：5～15％；氟化稀土：3～8％；冰晶石：10～20％；硅微粉：3～10％；金红石：5～10％；钛白粉：1～3％；电解锰：2～5％；稀土硅铁：1～3％；金属镍：2～6％；铝镁合金：0.5～2％；铁粉：5～10％；藻酸盐：0.5％～2.5％；所述药皮组分混合均匀后加入粘结剂。据信该专利技术焊条具有优异的焊接工艺性能，其熔敷金属的超低温冲击性能优异，其熔敷金属具有一定数量的FN，抗裂性优良，且经550±10℃*1～5hPWHT后-196℃冲击韧性均＞50J。CN103042316A(申请号：201210558650.9，润之达)提出了一种不锈钢合金焊丝，即超低温奥氏体不锈钢实芯焊丝，可以保证焊缝金属的奥氏体组织达到99％以上，焊缝中心在77K下的冲击韧性可以达到100J左右，具有良好的低温韧性，其焊丝的合金成分为C：≤0.03％，Si：≤1.00％，Cr:18.0～26.0％，Ni：10～25％，Mo：0～5.5％，Mn：1.5～7.0％，N：0.05～0.25％，S≤0.015，P≤0.015％，RE：0～0.6％，余量为Fe。据信该专利技术可以广泛应用于超低温不锈钢压力容器和特殊结构的焊接
CN108526750A(申请号：201810305967.9，兵器)公开了一种高强高韧高氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法，该焊丝的合金成分按重量百分比为：C<0.1％，S<0.02％，P<0.03％，Si：0.1-0.9％，Mn：5-21％，Cr：15-23％，Ni：0-8％，Mo：0-5％，N：0.2-0.95％，Fe为余量，其他杂质<0.1％；制备工艺为：感应炉冶炼外加电渣重熔→热锻→热轧→热处理→焊丝拉拔。据信该专利技术的焊丝成分配比科学合理，增加氮元素的含量，调整了锰元素含量，增加氮的固溶度，使得制备的焊丝焊接过程稳定，氢元素逸出量少，气孔缺陷少，焊接工艺性好，熔敷金属强度高，-40℃低温下仍表现出优良的冲击韧性，适用于高氮奥氏体不锈钢的焊接，特别是对低温冲击韧性有要求的奥氏体不锈钢的焊接，也可用于堆焊作为其他钢铁材料的耐蚀层。CN107971657A(申请号201711202805.4，大西洋)公开了一种用于焊接SUS316L奥氏体不锈钢深冷低温储运容器、设备的气保护药芯焊丝及其制备方法，包括钢带和包裹于所述钢带内的药芯，所述药芯包括以下组分：天然金红石4.25-5.85重量份、石英砂0.8-1.9重量份、钛酸钠0.7-1.8重量份、氟化钠0.25-0.3重量份、煅烧α氧化铝0.125-0.275重量份、氮化铬铁0.025-0.15重量份、喷雾硅铁0.085-0.05重量份、电解锰1.05-1.45重量份、金属铬3.6-4.85重量份、雾化铁粉6.42-6.85重量份、镍粉1.9-2.5重量份、钼铁1.0-1.35重量份。据信该专利技术焊丝具有高效的半自动、自动焊接技术、高熔敷效率、低飞溅、成型美观和广泛的焊接电流、电压适应性强等优点。CN106994570A(申请号201610955632.2，神户)公开了一种抗拉强度、低温下的韧性、抗缺陷性及抗热裂纹性优异的不锈钢药芯焊丝。一种不锈钢药芯焊丝，在焊丝总质量中，含有C：0.04质量％以下、Si：0.8质量％以下、Mn：0.5～5.0质量％、Cu：3.0质量％以下、Ni：13～33质量％、Cr：15～29质量％、Mo：2.0～6.0质量％、Nb：1.0质量％以下及N：0.08～0.25质量％，此外在所述焊剂中，以焊丝总质量计，还含有TiO2：4.0～12.0质量％、SiO2：0.05～3.0质量％、ZrO2：0.5～5.0质量％、Al2O3：2.0质量％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种超低温不锈钢焊接用的药芯焊丝，其特征在于，其由药芯粉和包裹所述药芯粉的不锈钢带构成。


2.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。


3.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-20重量份、金属镍粉7-10重量份、金属锰粉5-10重量份、金红石21-25重量份、硅钙合金3-4重量份、长石4-6重量份、石英4-5重量份、氟化稀土2-3重量份、氮化金属铬粉3-5重量份、铝镁合金3-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；
或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的15～25％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-19重量份、金属镍粉6-9重量份、金属锰粉4-9重量份、金红石20-24重量份、硅钙合金2-3重量份、长石3-5重量份、石英3-4重量份、氟化稀土1-2重量份、氮化金属铬粉2-4重量份、铝镁合金2-3重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；
或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的16～24％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉15-20重量份、金属镍粉6-10重量份、金属锰粉4-10重量份、金红石20-25重量份、硅钙合金2-4重量份、长石3-6重量份、石英3-5重量份、氟化稀土1-3重量份、氮化金属铬粉2-5重量份、铝镁合金2-4重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份；
或者，所述药芯粉占所述药芯焊丝总重量的17～23％，所述的药芯粉包含如下重量配比组份：金属铬粉16-19重量份、金属镍粉7-9重量份、金属锰粉5-9重量份、金红石21-24重量份、硅钙合金2.5-3.5重量份、长石3.5-5.5重量份、石英3.5-4.5重量份、氟化稀土1.5-2.5重量份、氮化金属铬粉2.5-4.5重量份、铝镁合金2.5-3.5重量份、和任选的铁粉适量加至药芯粉总计为100重量份。


4.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，
所述药芯粉以15～25％的填充率填充在不锈钢钢带内；
所述药芯粉以1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，王立志，王磊，朱海滨，曲维春，李柱，
申请(专利权)人：北京金威焊材有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11