0Cr13铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]铁素体不锈钢属于单相不锈钢钢，含铬量大，含碳量少，钢的组织不论在高温或者低温下都呈单一的铁素体。根据铁铬相图可知，由于铬元素具有稳定铁素体的作用，当个元素达到13%时，铁铬合金中将不会发生奥氏体相变，因而该类合金加热和冷却过程中不发生组织的转变。又由于铁素体不锈钢中铬元素的含量高(大于12% )，使得这种铁素体钢具有一定的耐腐蚀性能。
[0003]与奥氏体不锈钢相比，是铁素体不锈钢的成本低，线膨胀系数小，热疲劳性能好，可在多种腐蚀介质环境下替代低碳钢，广泛应用在石油设备、汽车，采矿、铁路及化工行业。近些年来，铁素体不锈钢的使用量已占到不锈钢的30%。我国作为世界上最大的不锈钢消费国，如果能够更好地应用和发展成本低廉、性能优良的铁素体不锈钢，必然会产生明显的经济和社会效益。
[0004]OCr 13是铁素体不锈钢中含铬量较低、较为廉价的钢，其耐蚀性较好，一般在大气、蒸馏水、自来水及天然淡水中比较稳定的，特别是在过热蒸汽介质中具有非常高的稳定性；研制一种铁素体不锈钢0Crl3匹配的药芯焊丝，可进一步发展铁素体不锈钢的使用，发挥出它的经济效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝，能够得到铁素体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能与耐蚀性能，实现了 0Crl3的焊接。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法。
[0007]本发明所采用的技术方案是，0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按质量百分比由以下组分组成:金属铬粉39% -51%，金属锰粉3% -4%，硅铁4% -6%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100%。
[0008]本发明的特点还在于:
[0009]外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素(w% )P ( 0.009%, S ( 0.008%。
[0010]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为27%-30%。
[0011]该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
[0012]本发明所采用的另一个技术方案是，0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0013]步骤I，按质量百分比分别称取金属铬粉39% -51%，金属锰粉3% _4%，硅铁4% _6%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0014]步骤2，将步骤I称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300°C，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0015]步骤3，将低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将低碳钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为27% -30%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到药芯焊丝；
[0016]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0017]本发明的有益效果是，
[0018]1.本发明药芯焊丝能够得到铁素体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能与耐蚀性能，实现了 0Crl3的焊接。
[0019]2.该药芯焊丝具有很好的焊接工艺性，焊接飞溅少，焊接烟尘少，焊接过程中无夹渣问题。
[0020]3.该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后无需清理，可连续施焊，有效提高了焊接生产效率。适合于自动焊接设备，具有较高的生产效率。
[0021]4.本发明药芯焊丝制备方法，工艺简单，操作方便，适合批量化生产。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0023]本发明0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按质量百分比由以下组分组成:金属络粉39 % -51%,金属猛粉3 % -4 %,娃铁4% -6%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100%。
[0024]外皮材料为低碳钢钢带，其中杂质元素(w% )P ( 0.009%, S ( 0.008%。
[0025]该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为27 % -30 %。
[0026]该药芯焊丝的直径为1.2-2.0_。
[0027]0Crl3铁素体不锈钢用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0028]步骤I，按质量百分比分别称取金属铬粉39% -51%，金属锰粉3% _4%，硅铁4% _6%，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100% ；
[0029]步骤2，将步骤I称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300°C，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0030]步骤3，将低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将低碳钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为27% -30%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到药芯焊丝；
[0031]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0032]本发明药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊前需将焊件预热120-200 °C，预热时间lh，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为C02，Ar，或Ar20% -C0280%混合气体，气体流速为15_20L/min。
[0033]药芯中各组分的作用:
[0034]1、金属铬粉:铬元素是促使焊缝金属铁素体化的元素，一定量的金属铬粉可以保证焊缝组织为单一的铁素体组织。
[0035]2、铬元素还具有提高焊缝耐蚀性的作用，使焊缝具有较高的耐蚀性。
[0036]3、金属锰粉的作用是提高焊缝的强度。
[0037]4、硅铁中的硅元素也是铁素体化元素，促使焊缝生成铁素体组织。此外，硅铁还具有净化焊缝的作用，可以除去熔池中的S，P，等有害元素。
[0038]5、铁补充了剩余质量，使粉芯的总质量达到100%。
[0039]实施例1
[0040]步骤1，分别称取金属铬粉450g，金属锰粉30g，硅铁60g，铁460g ；
[0041]步骤2，将步骤I称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为2000C，时间为2h，得到药芯粉末；
[0042]步骤3，将低碳钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将低碳钢钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为27%，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
[0043]步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0044]用实施例1制备的药芯焊丝，采用熔化极气体保护焊(GMAW)，焊前需将焊件预热120-200°C，预热时间lh，焊接电流为180-200A，电压为22V，保护气体为CO2，气体流速为15L/min。焊接接头的抗拉强度为501Mpa，屈服极限为360Mpa，断面收缩率为65%，冲击功为61J。性能符合0Crl3铁素体不锈钢的使用要求。
[0045]实施例2
[0046]步骤1，分别称取金属铬粉460g，金属锰粉30g，硅铁50g，铁460g ；
[0047]步骤2，将步骤I称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为2500C，时间为2.2h,得到药芯粉末；
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