2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲，本發明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。
【背景技術】
[0002]不銹鋼按主要化學組成分為Cr不銹鋼、Cr-Ni不銹鋼和Cr-Mn-Ni不銹鋼等；也可以以性能特點分成耐酸不銹鋼和耐熱不銹鋼等；通常以金相組織進行分類。按金相組織分類為:鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體㈧型不銹鋼、沉淀硬化(PH)型不銹鋼和奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼。
[0003]雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel，簡稱DSS)，指不銹鋼的金相組織由鐵素體與奧氏體組成，一般較少相的含量最少也需要達到30%。在抗腐蝕方面，特別是介質環境比較惡劣(如海水，氯離子含量較高)的條件下，雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。同時雙相不銹鋼的高強度和易于加工制造等諸多優異性能也使雙相不銹鋼得到廣泛使用。
[0004]2505雙相不銹鋼由25%的Cr、2%的Mo、5%的Ni以及0.25%的N所構成的不銹鋼。2505雙相不銹鋼通過控制[Ni]當量和[Cr]當量來調節鐵素體與奧氏體的比例，其組織是由30% -40%的鐵素體和60% -70%的奧氏體組成。研制一種與2505雙相不銹鋼組織匹配的藥芯焊絲，得到具有高耐蝕性能和力學性能的焊接接頭可進一步推廣雙相不銹鋼2505的使用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲，其焊接接頭具有較高的耐腐蝕性能和力學性能。
[0006]本發明的另一個目的是提供一種2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲的制備方法。
[0007]本發明所采用的技術方案是，2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:金屬鉻38% -50%，金屬鎳10% -15%,鉬3% -5%,電解錳2% -4%，石英4% -6%，氟化鈣6% -10%，金紅石5% _7%，氧化鋁2% -4%，鋁鎂粉3% _6%，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100%。
[0008]本發明的特點還在于:
[0009]外皮材料為304不銹鋼鋼帶。
[0010]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為23%-25%。
[0011]該藥芯焊絲的直徑為1.2-2.0mm。
[0012]本發明所采用的另一個技術方案是，2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0013]步驟1，按質量百分比分別稱取金屬鉻38% -50%，金屬鎳10 % -15%,鉬3%-5%,電解錳2% -4%，石英4% -6%，氟化鈣6% -10%，金紅石5% -7%，氧化鋁2% -4%，鋁鎂粉3% _6%，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100% ；
[0014]步驟2，將步驟I稱取的石英，氟化鈣，金紅石，氧化鋁，鋁鎂粉，加入粉芯總質量20%的水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0015]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻，金屬镲，鉬，電解猛，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0016]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將鋼帶軋制成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23% -25%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0017]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0018]本發明的特點還在于:
[0019]步驟2中燒結的溫度為500-650°C，時間為3_4h。
[0020]本發明的有益效果是:本發明2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲，可得到鐵素體與奧氏體的雙相組織，使焊縫金屬具有較高的耐蝕性；相比不銹鋼焊條和實心焊絲而言，焊接飛濺少，焊縫成型美觀，具有很好的焊接工藝性；適合于連續送絲焊接設備，具有較高的生產效率；利用礦物渣系產生熔渣，對焊接熔池進行保護，具有一定的自保護作用。
【具體實施方式】
[0021]下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0022]本發明2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:金屬鉻38 %-50%,金屬鎳10%-15%，鉬3%-5%，電解錳2 % -4 %，石英4% -6%，氟化鈣6% -10%，金紅石5% -7%，氧化鋁2% -4%，鋁鎂粉3% _6%，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100%。外皮材料為304不銹鋼鋼帶。
[0023]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為23% -25% ;該藥芯焊絲的直徑為1.2-2.0mm0
[0024]上述2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0025]步驟1，按質量百分比分別稱取金屬鉻38% -50%，金屬鎳10 % -15%,鉬3%-5%,電解錳2% -4%，石英4% -6%，氟化鈣6% -10%，金紅石5% -7%，氧化鋁2% -4%，鋁鎂粉3% _6%，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100% ；
[0026]步驟2，將步驟I稱取的石英，氟化鈣，金紅石，氧化鋁，鋁鎂粉，加入粉芯總質量20%的水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結的溫度為500-650°C，時間為3-4h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0027]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻，金屬鎳，鉬，電解錳，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0028]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將鋼帶軋制成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23% -25%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0029]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0030]藥芯中各組分的作用:
[0031]金屬鉻，鉬是鐵素體化元素，使焊縫中有生成鐵素體組織的傾向；金屬鎳，電解錳是奧氏體化元素，使焊縫中有生產奧氏體組織的傾向。金屬鉻，金屬鎳，鉬，電解錳四者配合，當所設計的比例合適時，焊縫會鐵素體與奧氏體的雙相組織，因此金屬鉻，金屬鎳，鉬，電解錳的使用是為了使焊縫中最終生成鐵素體與奧氏體的雙相組織。
[0032]金屬鉻還具有顯著提高焊縫金屬耐蝕性的能力，使焊縫的耐蝕性能夠達到使用的要求。
[0033]鉬與電解錳還具有提高焊縫強度的作用。
[0034]金屬鎳可以保證焊縫具有一定的韌性。
[0035]石英，氟化鈣，金紅石，氧化鋁具有造渣的作用，焊接時產生熔渣對熔池進行保護。
[0036]氟化鈣是堿性渣，石英，金紅石，氧化鋁是酸性渣，四者配合使用，可以調整熔渣的堿度。
[0037]鋁鎂粉易吸收氧氣，可除去熔池中的氧元素。
[0038]鐵補充了粉芯中剩余的重量，使粉芯重量達到100%。
[0039]實施例1
[0040]步驟I，分別稱取金屬鉻500g，金屬鎳10gJg 40g，電解錳30g，石英50g，氟化鈣60g，金紅石50g，氧化鋁20g，鋁鎂粉40g，鐵粉I 1g ；
[0041 ] 步驟2，將步驟I稱取的石英，氟化鈣，金紅石，氧化鋁，鋁鎂粉，加入200g水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結的溫度為500°C，時間為4h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0042]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻，金屬镲，鉬，電解猛，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0043]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將鋼帶軋制成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23%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm，得到藥芯焊絲；
[0044]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0045]實施例1所制得的藥芯焊絲適用于藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，無需外加保護氣體。焊接電流為180-200A，焊接電壓為20-22V。焊接接頭的抗拉強度為686Mpa，屈服極限為598Mpa，斷面收縮率56%，沖擊功為61J。性能符合2505雙相不銹鋼的使用要求。
[0046]實施例2
[0047]步驟I，分別稱取金屬鉻460g，金屬鎳120g，鉬30g，電解錳40g，石英40g，氟化鈣70g，金紅石60g，氧化鋁30g，鋁鎂粉50g，鐵粉10g ；
[0048]步驟2，將步驟I稱取的石英，氟化鈣，金紅石，氧化鋁，鋁鎂粉，加入200g水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結的溫度為550°C，時間為3.5h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0049]步驟3，將步驟I稱得的金屬鉻，金屬镲，鉬，電解猛，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0050]步驟4，將304不銹鋼鋼帶放置