一種鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及金屬焊接用焊接材料，本發(fā)明涉及鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在寒冷地帶，為防止汽車排氣系統(tǒng)（如消音器或排氣尾管）被凍結(jié)，在汽 車排氣系統(tǒng)上撒上巖鹽，但會(huì)引起汽車排氣系統(tǒng)的高溫腐蝕，因此，汽車排氣系統(tǒng)的抗高溫 腐蝕成為需要解決的問題。為此，汽車排氣系統(tǒng)采用不銹鋼，但不銹鋼也容易生紅銹，它的 耐腐蝕性能也是不理想的。目前為了充分提高汽車排氣系統(tǒng)耐蝕性采用鍍鋁不銹鋼，大幅 提高使用壽命，但是，鍍鋁不銹鋼高溫焊接后，焊縫耐高溫腐蝕性難以達(dá)到要求，需對(duì)焊縫 表面進(jìn)行特殊處理，一般采用鋁材電弧噴鍍法修補(bǔ)處理，但該方法噴鍍層的密合性不強(qiáng)，抗 腐蝕性不理想。為了解決上述問題，本發(fā)明采用鍍鋁不銹鋼藥芯焊絲進(jìn)行焊接，使得焊縫具 有良好的抗高溫腐蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決鍍鋁不銹鋼板焊接后焊縫耐高溫腐蝕性差的問 題。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲，該藥芯焊 絲由外皮、填充在所述外皮內(nèi)的藥芯和鍍覆在所述外皮外表面的鋁層構(gòu)成，其中，所述外皮 為低碳不銹鋼，所述藥芯所含的成分及各成分占藥芯和外皮總質(zhì)量的百分比為：
所述藥芯占藥芯與外皮總質(zhì)量的百分比為18~20%。
[0005] 優(yōu)選地，所述錯(cuò)層的厚度為0· 2~0· 4 μ m。
[0006] 優(yōu)選地，所述低碳不銹鋼鋼帶化學(xué)成分為：C彡0.02 %， Si 彡 0· 40% ,Mn 彡 I. 5%，S 彡 0· 010, P 彡 0· 010%，N 彡 0· 01%，Cr 彡 20%，余量為鐵。
[0007] 優(yōu)選地，所述藥芯焊絲的橫截面直徑為1. 2~I. 4mm。
[0008] 本發(fā)明還提供制備上述的鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲的方法，包括如下步驟：使 用鋼帶法生產(chǎn)所述藥芯焊絲，〇型對(duì)接，在低碳不銹鋼鋼帶制成的外皮內(nèi)填充所述藥芯的成 分，經(jīng)過成型拉拔，表面鍍鋁后得到所述藥芯焊絲。
[0009] 本發(fā)明還提供上述的鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲的應(yīng)用，以所述藥芯焊絲對(duì)鍍鋁 不銹鋼鋼進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)采用80% Ar+20% CO2氣體保護(hù)。
[0010] 優(yōu)選地，所述藥芯焊絲焊接時(shí)的條件為：電流180~210A，電壓26~28V，焊接速 度 35 ~40cm/min。
[0011] 本發(fā)明提供的鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲具有以下有益效果： 1、本發(fā)明中的藥芯焊絲對(duì)鍍鋁不銹鋼焊接后，抗拉強(qiáng)度大于550MPa，熔敷金屬 KV2(-30°C )大于 100J。
[0012] 2、本發(fā)明的藥芯焊絲焊接后的熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量低于5ml/100g。
[0013] 3、本發(fā)明的焊接后的熔敷金屬耐高溫腐蝕性好，焊接工藝性能優(yōu)異，抗裂性優(yōu)良， 適用于屈服強(qiáng)度為450MPa鋼板的焊接。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的 理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0015] 本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路是，加入適量的N元素防止Al氧化物（主要是焊絲表面的電 鍍鋁部分）引起的晶粒的粗大化，脫渣容易；加入適量的Cr提高耐高溫腐蝕性。經(jīng)過大量 試驗(yàn)本發(fā)明中N與Cr以適當(dāng)比例加入，使得焊絲具有較好的耐高溫腐蝕性。在藥芯中加入 適量鐵粉，提高其熔敷效率。
[0016] 石墨能促進(jìn)一次針狀鐵素體析出，控制先共析鐵素體含量，從而細(xì)化晶粒，不僅能 提高焊縫金屬?gòu)?qiáng)度，還能提高焊縫金屬的低溫沖擊韌性。石墨含量過低時(shí)，熔敷金屬表現(xiàn)為 低溫沖擊韌性差，或者低溫沖擊韌性不穩(wěn)定；石墨含量過高時(shí)，不僅使焊縫金屬?gòu)?qiáng)度增加， 塑性降低，還會(huì)在焊接過程中使飛濺增多，因此限定在0. 03~0. 07%。
[0017] SiO2是熔渣的主要成分，SiO2可以調(diào)節(jié)熔渣熔點(diǎn)和粘度，改善焊縫成型，使熔渣具 有良好的覆蓋性，加入量少時(shí)不能體現(xiàn)上述特征，加入量過高時(shí)，焊縫中氧含量升高，降低 焊縫金屬的低溫沖擊韌性。因此限定在〇. 30~0. 90%。
[0018] Mn是主要脫氧劑，降低焊縫金屬的含氧量，增加焊縫金屬?gòu)?qiáng)度和抗裂性，提高低溫 沖擊韌性，調(diào)節(jié)鐵水流動(dòng)性，加入量過少時(shí)，體現(xiàn)上述特性不足，過時(shí)焊縫強(qiáng)度過高，低溫沖 擊韌性降低。因此限定在I. 1~1. 8%。
[0019] Cr是本焊絲具有耐高溫腐蝕的重要合金元素，使焊縫金屬具有良好的低溫韌性， 過高或者過低都不能達(dá)到很好的強(qiáng)韌性匹配。另外，Cr元素能夠促進(jìn)N在Fe-Cr合金中的 溶解度，N的溶解度隨著Cr含量的增加而快速增加。確定Cr含量為11. 0%~14. 0%。
[0020] 氮化硼可以防止Al氧化物（主要是焊絲表面的電鍍鋁部分）引起的晶粒的粗大 化，提高脫渣性，含量過高飛濺增大。確定含量為0. 15~0. 50%。
[0021] 釩鐵可以有效抑制Cr析出物（會(huì)降低耐高溫腐蝕性）形成，能形成復(fù)雜的碳化 物，在強(qiáng)度大幅降低的同時(shí)還能保持有效的屈服強(qiáng)度，加入量過少時(shí)，體現(xiàn)上述特性不足。 另一方面，含量太高是不合適的，會(huì)導(dǎo)致形成大的粗糙塊狀物而導(dǎo)致韌性的下降。因此，本 發(fā)明中的含量在〇. 05~0. 35%之間。
[0022] Fe即鐵粉，提高熔敷效率，改善電弧狀態(tài)，調(diào)節(jié)鐵水熔點(diǎn)和粘度，余量加入。
[0023] 本發(fā)明的特點(diǎn)是：所采用的藥芯焊絲成分配比，可最大限度的發(fā)揮各組份的優(yōu)勢(shì)， 耐高溫腐蝕性好，焊接工藝性能優(yōu)異，抗裂性優(yōu)良。
[0024] 通過以下具體例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施 例。
[0025] 實(shí)施例： 本發(fā)明的以下實(shí)施例的藥芯焊絲，由外皮、填充在所述外皮內(nèi)的藥芯和鍍覆在所述外 皮外表面的鋁層構(gòu)成。其中，所述藥芯的成分及其占藥芯和外皮總質(zhì)量百分比為：石墨： 0· 03 ~0· 07%，Si02:0 . 30 ~0· 90%，Mn :1. 1 ~L 8%，Cr :11 ~14%，氮化硼：0· 15 ~ 0.50%，釩鐵（含釩的質(zhì)量百分比為60% ) :0.05~0.35%，余量為Fe。
[0026] 實(shí)施例1~7中，藥芯焊絲的制備方法：使用鋼帶法生產(chǎn)藥芯焊絲，0型對(duì)接，在 低碳不銹鋼鋼鋼帶制成的外皮內(nèi)填充粉料（混合均勻的藥芯成分），填充率為18~20% (藥芯占藥芯與外皮總質(zhì)量的質(zhì)量百分比），經(jīng)過成型拉拔，表面鍍鋁（鋁層厚度0.2~ 〇· 4 μ m)后得至Ij直徑為1. 2~I. 4mm的成品焊絲。
[0027] 本實(shí)施例藥芯焊絲的應(yīng)用：采用80% Ar+20% CO2保護(hù)，本發(fā)明的藥芯焊絲在室 溫20°C，相對(duì)濕度40%的條件下，對(duì)鍍鋁不銹鋼進(jìn)行焊接，本發(fā)明藥芯焊絲單絲焊時(shí)，電流 180~210A，電壓26~28V，焊接速度35~40cm/min，耐高溫腐蝕性試驗(yàn)中紅銹發(fā)生率為 零。
[0028] 實(shí)施例1~7構(gòu)成藥芯的成分及其質(zhì)量百分比見表1。
[0029] 藥芯焊絲的鋼制外皮采用低碳不銹鋼鋼鋼帶，其化學(xué)成分在低碳不銹鋼中所占的 質(zhì)量百分比見表2 (余量為鐵）。
[0030] 表1藥芯所含的成分及其占藥芯和外皮總質(zhì)量的百分比％
應(yīng)用效果數(shù)據(jù)
1、 實(shí)施例1~7制備的藥芯焊絲焊接后的熔敷金屬力學(xué)性能數(shù)據(jù)見表3 表3熔敷金屬力學(xué)性能
2、 對(duì)熔敷金屬擴(kuò)散氫含量的測(cè)定，見表4。
[0031] 表4恪敷金屬擴(kuò)散氫含量
從上表看出，權(quán)利要求1~7的藥芯焊絲的熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量低于5ml/100g(采 用水銀置換法）。
[0032] 3、耐高溫腐蝕試驗(yàn) 檢驗(yàn)焊絲耐高溫腐蝕性，鍍鋁不銹鋼鋼板尺寸為2000 X 500 X 25mm，鍍鋁層的單面附著 量為60g/m2,拼接成T形接頭，焊接規(guī)范見表5。將鋼板預(yù)熱到250°C，采用本發(fā)明的焊絲進(jìn) 行角焊縫焊接，焊接后將焊縫放在5%的鹽水溶液中5min，然后在大氣中以650°C加熱2h， 再空冷5min，如此反復(fù)30次，用紅銹發(fā)生率來評(píng)價(jià)焊絲耐高溫腐蝕性。紅銹發(fā)生率見表6。
[0033] 表5焊接規(guī)范_
5、斜Y抗裂性試驗(yàn) 采用實(shí)施例1~7進(jìn)行斜Y抗裂性試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)，表面裂紋率、斷面裂紋率、根部裂紋率 均為 〇% (25°C X35% RH)。
[0034] 以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范 圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲，其特征在于，該藥忍焊絲由外皮、填充在所述外皮 內(nèi)的藥忍和鍛覆在所述外皮外表面的侶層構(gòu)成，其中，所述外皮為低碳不誘鋼，所述藥忍所 含的成分及各成分占藥忍和外皮總質(zhì)量的百分比為：所述藥忍占藥忍與外皮總質(zhì)量的百分比為18~20%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲，其特征在于，所述侶層的厚度 為 0. 2 ~0. 4ym。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲，其特征在于，所述低碳不誘鋼 鋼帶的化學(xué)成分為：C《0. 02%，Si《0. 40%，Mn《1. 5%，S《0. 010,P《0. 010%， N《0. 01%，Cr《20%，余量為鐵。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲，其特征在于，所述藥忍焊絲的 橫截面直徑為1. 2~1. 4mm。5. 制備權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲的方法，其特征在于， 包括如下步驟：使用鋼帶法生產(chǎn)所述藥忍焊絲，0型對(duì)接，在低碳不誘鋼鋼帶制成的外皮內(nèi) 填充所述藥忍的成分，經(jīng)過成型拉拔，表面鍛侶后得到所述藥忍焊絲。6. 權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲的應(yīng)用，其特征在于，W所 述藥忍焊絲對(duì)鍛侶不誘鋼鋼進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)采用80%Ar巧0%C〇2氣體保護(hù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述藥忍焊絲焊接時(shí)的條件為：電流 180~210A，電壓26~28V，焊接速度35~40cm/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲，該藥芯焊絲由外皮、填充在所述外皮內(nèi)的藥芯和鍍覆在所述外皮外表面的鋁層構(gòu)成，其中，所述外皮為低碳不銹鋼，所述藥芯所含的成分及各成分占藥芯和外皮總質(zhì)量的百分比為：石墨0.03～0.07％；SiO2？0.30～0.90％；Mn？1.1～1.8％；Cr？11～14.0％；氮化硼0.15～0.50％；含釩量60％的釩鐵0.05～0.35％；Fe余量；所述藥芯占藥芯與外皮總質(zhì)量的百分比為18～20％。本發(fā)明的藥芯焊絲對(duì)鍍鋁不銹鋼焊接后，抗拉強(qiáng)度大于550MPa，熔敷金屬KV2(-30℃)大于100J。
【IPC分類】B23K35/30, B23K35/12, B23K35/40
【公開號(hào)】CN104999194
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510495819
【發(fā)明人】孟慶潤(rùn), 周海龍, 楊宗全
【申請(qǐng)人】武漢鐵錨焊接材料股份有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日