本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。
背景技术：
马氏体时效钢是以无碳、超低碳fe-ni马氏体为基体，经过400～550℃时效可以产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢，广泛应用于航空、航天以及军事等尖端领域。在20世纪60年代初，国际镍公司(inco)首先开发出具有工业应用价值的马氏体时效钢。1961～1962年间该公司decker等人发现在fe-ni马氏体合金中同时加入co、mo可使马氏体时效硬化效果大大提高，并通过调整co、mo、ti含量得到屈服强度分别达到1400、1700、1900mpa的18ni(200)、18ni(250)和18ni(300)的18ni系马氏体时效钢，并首先将18ni(200)和18ni(250)应用于火箭发动机壳体[5]。60年代后期国际镍公司(inco)和钨钒高速工具钢公司(vasco)又研制出了屈服强度达到2400mpa的18ni(350)。
18ni250不锈钢为马氏体不锈钢，属于马氏体时效不锈钢，主要由18％的ni、5％的mo、8％的co组成。超高强度钢18ni以其优异的超高强度和高韧性著称，由于具有冷热制造加工容易、焊接性能好等其他高强度钢所不能比拟的优点，在航空、海洋开发、原子能等相关的产品及其他产品结构件中得到广泛应用。
目前，关于18ni250马氏体不锈钢焊接问题仅有少量焊接工艺方面的报道，尚未见关于其熔焊连接焊接材料的报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝，焊接后得到马氏体不锈钢焊缝组织，且焊接接头具有优良的力学性能。
本发明的另一个目的是提供18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：镍粉20％-30％，钼粉25％-35％，钴粉25％-35％，硼粉1％～2％，稀土粉末1％～2％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于：
焊皮为316不锈钢钢带，钢带杂质元素的质量百分比为：p≤0.035％，s≤0.03％。
该焊丝中药芯粉末的的填充量为20％-25％。
本发明所采用的另一个技术方案是，18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉20％-30％，钼粉25％-35％，钴粉25％-35％，硼粉1％～2％，稀土粉末1％～2％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，烘干时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2得到的药芯粉末包裹在316不锈钢钢带内，并采用成型机将316不锈钢钢带闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔，第一道拉拔磨具孔径为2.0mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，减小拉拔磨具孔径至焊丝直径为1.2-2.0mm；
步骤5：经步骤4焊丝拉拔完毕后，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
步骤3中：316不锈钢钢带宽度为7mm，厚度0.4mm。
步骤3中：焊丝中药芯粉末的的填充量为20％-25％。
本发明的有益效果是，(1)本发明药芯焊丝焊接得到的焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，能够得到马氏体时效不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能和耐腐蚀性；
(2)本发明药芯焊丝形成的焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊，焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊；
(3)本发明药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，适用于自动焊机，具有较高的生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：镍粉20％-30％，钼粉25％-35％，钴粉25％-35％，硼粉1％～2％，稀土粉末1％～2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；焊皮为316不锈钢钢带，钢带杂质元素的质量百分比为：p≤0.035％，s≤0.03％；该焊丝中药芯粉末的的填充量为20％-25％。
该焊丝中各组分的作用和功能如下：
钼能提高钢的强度、硬度，细化晶粒，防止回火脆性和过热倾向，提高高温强度、蠕变强度及持久强度；
铬对强度的提高有一定的作用，可以使钢在具有氧化性的介质中产生一种与基体组织牢固结合的铬铁氧化物的钝化膜，铬对强度的影响表现为适量的铬元素能提高焊缝金属的强韧性；
钴可以提高钢的固相线温度，并能扩大γ相区，可提高奥氏体的淬火稳定性。
18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉20％-30％，钼粉25％-35％，钴粉25％-35％，硼粉1％～2％，稀土粉末1％～2％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为200-300℃，烘干时间为2-3h，得到药芯粉末；
步骤3：通过药芯焊丝制丝机把步骤2得到的药芯粉末包裹在316不锈钢钢带内，钢带宽度为7mm，厚度0.4mm，焊丝中药芯粉末的的填充量为20％-25％，并采用成型机将316不锈钢钢带闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔，第一道拉拔磨具孔径为2.0mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，减小拉拔磨具孔径至焊丝直径为1.2-2.0mm；
步骤5：经步骤4焊丝拉拔完毕后，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
焊接18ni250马氏体时效不锈钢的方法，以熔化极气体保护焊(gmaw)进行焊接，焊焊接电流为180-210a，电压为18-22v，保护气体为co2、ar或ar20％-co280％混合气体，气体流速为15-20l/min。
实施例1
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉25％，钼粉30％，钴粉25％，硼粉2％，稀土粉末2％，铁粉16％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为220℃，烘干时间为2.5h，得到药芯粉末；
步骤3：将宽度为7mm、厚度0.4mm的316不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢钢带轧制成u型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入u型槽中，药芯粉末的填充率控制在20％，然后用成型机使u型槽碾压闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔至直径为1.2mm，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
用实施例1所制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(gmaw)，焊接条件为：电流180a，电压18v，保护气体为ar气体，气体流速为15l/min；经测试，焊接接头的抗拉强度为827mpa，屈服极限为685mpa，断面收缩率53％，冲击功为67j，性能符合18ni250马氏体时效不锈钢的使用要求。
实施例2
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉25％，钼粉30％，钴粉30％，硼粉2％，稀土粉末2％，铁粉铁16％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为200℃，烘干时间为2h，得到药芯粉末；
步骤3：将宽度为7mm、厚度0.4mm的316不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢钢带轧制成u型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入u型槽中，药芯粉末的填充率控制在22％，然后用成型机使u型槽碾压闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔至直径为1.4mm，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
实施例2制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(gmaw)，焊接条件为：焊接电流200a，电压为18v，保护气体为ar气体，气体流速为15l/min；经测试，焊接接头的抗拉强度为864mpa，屈服极限为698mpa，断面收缩率52％，冲击功为73j，性能符合18ni250马氏体时效不锈钢的使用要求。
实施例3
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉27％，钼粉30％，钴粉28％，硼粉2％，稀土粉末2％，铁粉铁11％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为300℃，烘干时间为3h，得到药芯粉末；
步骤3：将宽度为7mm、厚度0.4mm的316不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢钢带轧制成u型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入u型槽中，药芯粉末的填充率控制在24％，然后用成型机使u型槽碾压闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔至直径为1.6mm，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
实施例3制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(gmaw)，焊接条件为：焊接电流200a，电压为20v，保护气体为ar气体，气体流速为15l/min；经测试，焊接接头的抗拉强度为796mpa，屈服极限为643mpa，断面收缩率48％，冲击功为68j，性能符合18ni250马氏体时效不锈钢的使用要求。
实施例4
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉28％，钼粉28％，钴粉30％，硼粉2％，稀土粉末2％，铁粉铁10％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，烘干时间为2.2h，得到药芯粉末；
步骤3：将宽度为7mm、厚度0.4mm的316不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢钢带轧制成u型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入u型槽中，药芯粉末的填充率控制在25％，然后用成型机使u型槽碾压闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔至直径为1.8mm，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
实施例4制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(gmaw)，焊接条件为：焊接电流210a，电压为20v，保护气体为ar气体，气体流速为15l/min；经测试，焊接接头的抗拉强度为875mpa，屈服极限为647mpa，断面收缩率52％，冲击功为72j，性能符合18ni250马氏体时效不锈钢的使用要求。
实施例5
步骤1：按质量百分比分别称取镍粉30％，钼粉32％，钴粉27％，硼粉2％，稀土粉末2％，铁粉铁7％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的所有原料混合均匀，置于烘干炉中烘干，烘干温度为250℃，烘干时间为3h，得到药芯粉末；
步骤3：将宽度为7mm、厚度0.4mm的316不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢钢带轧制成u型槽，将步骤3得到的药芯粉末放入u型槽中，药芯粉末的填充率控制在25％，然后用成型机使u型槽碾压闭合，用丙酮擦拭干净再进行拉拔至直径为2.0mm，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18ni250不锈钢用金属型药芯焊丝。
实施例5制得的药芯焊丝，适用于熔化极气体保护焊(gmaw)，焊接条件为：焊接电流210a，电压为21v，保护气体为ar气体，气体流速为15l/min；经测试，焊接接头的抗拉强度为789mpa，屈服极限为624mpa，断面收缩率54％，冲击功为68j，性能符合18ni250马氏体时效不锈钢的使用要求。
本发明药芯焊丝焊接得到的焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性，能够得到马氏体时效不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能和耐腐蚀性；形成的焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊，焊缝表面光洁，无气孔无夹渣，焊后无需清理，可连续施焊；焊丝的制备方法简单，操作方便，适用于自动焊机，具有较高的生产效率。