CN104690446A - 节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬20-30％，氮化铬铁12-18％，金属镍3-5％，钼12-15％，电解锰2-4％，铝镁粉5-7％，余量为铁粉。本发明还公开了其制备方法：将称得的材料充分混合后烘干；添加到304不锈钢钢带轧制成的U型槽、碾压闭合拉拔、拉直，盘成圆盘，密封包装即可。本发明节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，专用于节镍型2205双相不锈钢焊接，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性；适合于连续送丝焊接设备，具有较高的生产效率；其制备方法简单，操作方便，适合批量化生产。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
背景技术
双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。
2205双相不锈钢由21％的Cr、2.5％的Mo、4.5％的Ni以及0.17％的N所构成的不锈钢。2205双相不锈钢通过控制[Ni]当量和[Cr]当量来调节铁素体与奥氏体的比例，其中[Ni]＝9.5，[Cr]＝25.5；其组织是由40％-60％的铁素体和60％-40％的奥氏体组成，国内双相不锈钢的种类有双相不锈钢2205板材、双相不锈钢2205钢管、双相不锈钢2205无缝管、双相不锈钢2205棒材、管材、锻材等等。
2205双相不锈钢作为最常用的一种双相不锈钢，其使用量占到双相钢的80％以上。因而研制一种与之匹配的药芯焊丝具有重要的现实意义。2205双相不锈钢中合金元素的含量较高，尤其是所用的的镍元素，作为稀缺材料，价格高昂，研发节镍型双相不锈钢焊接材料可大大降低焊材的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性。
本发明的另一个目的是提供一种节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于：
外皮材料为304不锈钢钢带。
该药芯焊丝药芯粉体的粒度为80-100目。
该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为20％-25％。
该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
本发明所采用的另一个技术方案是，节镍型2205双相不锈钢用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金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为20％-25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
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。
本发明的有益效果是，
1.本发明节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，专用于节镍型2205双相不锈钢焊接，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有很好的焊接工艺性；适合于连续送丝焊接设备，具有较高的生产效率。
2.本发明节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，利用氮元素部分替代稀缺的镍元素的使用，节约了药芯焊丝的生产成本。
3.本发明节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，适合批量化生产。
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。
本发明节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。外皮材料为304不锈钢钢带。
该药芯焊丝药芯粉体的粒度为80-100目。
该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为20％-25％。
该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
节镍型2205双相不锈钢用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金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为20％-25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
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。
药芯中各组分的作用：
1、金属铬，钼具有铁素体化的作用，使焊缝中有生成铁素体的趋势，金属镍，电解锰具有奥氏体化的作用，使焊缝中有生成奥氏体的趋势，四者配合使用，是为了使焊缝中产生一定比例的铁素体与奥氏体。
2、金属铬还具有提高接头耐蚀性的作用，时焊接接头符合不锈钢的使用要求。
3、氮化铬铁中的铬与金属铬具有同样的作用，即铁素体化与提高耐蚀性。其中的氮与镍具有同样的作用，即奥氏体化的作用。
4、金属镍，还具有提高焊接接头韧性的作用。
5、铝镁粉易与氧气结合而除去熔池中的氧元素，保护了焊缝中的其他组分。
6、铁用来补充剩余质量，是粉芯的质量达到100％。
实施例1
步骤1，分别称取金属铬280g，氮化铬铁120g，金属镍40g，钼120g，电解锰40g，铝镁粉70g，铁粉330g；
步骤2，将步骤1称得材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至2.0mm，得到药芯焊丝；
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。
实施例1制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为654Mpa，屈服极限为523Mpa，断面收缩率56％，冲击功为65J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
实施例2
步骤1，分别称取金属铬200g，氮化铬铁180g，金属镍30g，钼150g，电解锰20g，铝镁粉70g，铁粉350g；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为23％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.6mm，得到药芯焊丝；
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。
实施例2制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为657Mpa，屈服极限为521Mpa，断面收缩率54％，冲击功为62J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
实施例3
步骤1，分别称取金属铬240g，氮化铬铁160g，金属镍50g，钼120g，电解锰30g，铝镁粉50g，铁粉350g；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.4mm，得到药芯焊丝；
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。
实施例3制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为690Mpa，屈服极限为576Mpa，断面收缩率62％，冲击功为65J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
实施例4
步骤1，分别称取金属铬300g，氮化铬铁150g，金属镍30g，钼13g，电解锰30g，铝镁粉70g，铁粉290g；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为20％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.8mm，得到药芯焊丝；
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。
实施例4制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为601Mpa，屈服极限为519Mpa，断面收缩率51％，冲击功为62J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
实施例5
步骤1，分别称取金属铬220g，氮化铬铁130g，金属镍50g，钼140g，电解锰40g，铝镁粉60g，铁粉460g；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为22％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.4mm，得到药芯焊丝；
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。
实施例5制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为672Mpa，屈服极限为534Mpa，断面收缩率54％，冲击功为65J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
实施例6
步骤1，分别称取金属铬260g，氮化铬铁140g，金属镍40g，钼130g，电解锰20g，铝镁粉50g，铁粉360g；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为20％，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；
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。
实施例5制备的药芯焊丝适用于熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为180-240A，电压为20-25V，保护气体为Ar20％-CO280％混合气体，气体流速为15-20L/min。焊接接头的抗拉强度为691Mpa，屈服极限为556Mpa，断面收缩率52％，冲击功为65J。性能符合2205双相不锈钢的使用要求。
Claims (6)
1.节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，其特征在于，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，其特征在于，所述外皮材料为304不锈钢钢带。
3.根据权利要求1所述的节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝药芯粉体的粒度为80-100目。
4.根据权利要求1所述的节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为20％-25％。
5.根据权利要求1所述的节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
6.节镍型2205双相不锈钢用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取金属铬20％-30％，氮化铬铁12％-18％，金属镍3％-5％，钼12％-15％，电解锰2％-4％，铝镁粉5％-7％，余量为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称得的材料充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；
步骤3，将304不锈钢钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为20％-25％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2-2.0mm，得到药芯焊丝；
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。
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