一種鍍鋁不銹鋼焊接用藥芯焊絲的制作方法
【技術領域】
[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】
[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，在汽 車排氣系統(tǒng)上撒上巖鹽，但會引起汽車排氣系統(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到要求，需對焊縫 表面進行特殊處理，一般采用鋁材電弧噴鍍法修補處理，但該方法噴鍍層的密合性不強，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行焊接，使得焊縫具 有良好的抗高溫腐蝕性。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術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、填充在所述外皮內的藥芯和鍍覆在所述外皮外表面的鋁層構成，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量的百分比為：
所述藥芯占藥芯與外皮總質量的百分比為18~20%。
[0005] 優(yōu)選地，所述錯層的厚度為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 用鋼帶法生產所述藥芯焊絲，〇型對接，在低碳不銹鋼鋼帶制成的外皮內填充所述藥芯的成 分，經過成型拉拔，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用，以所述藥芯焊絲對鍍鋁 不銹鋼鋼進行焊接，在焊接時采用80% Ar+20% CO2氣體保護。
[0010] 優(yōu)選地，所述藥芯焊絲焊接時的條件為：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)明中的藥芯焊絲對鍍鋁不銹鋼焊接后，抗拉強度大于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， 適用于屈服強度為450MPa鋼板的焊接。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的 理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0015] 本發(fā)明創(chuàng)新設計思路是，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。經過大量 試驗本發(fā)明中N與Cr以適當比例加入，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] 石墨能促進一次針狀鐵素體析出，控制先共析鐵素體含量，從而細化晶粒，不僅能 提高焊縫金屬強度，還能提高焊縫金屬的低溫沖擊韌性。石墨含量過低時，熔敷金屬表現為 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，不僅使焊縫金屬強度增加， 塑性降低，還會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可以調節(jié)熔渣熔點和粘度，改善焊縫成型，使熔渣具 有良好的覆蓋性，加入量少時不能體現上述特征，加入量過高時，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，增加焊縫金屬強度和抗裂性，提高低溫 沖擊韌性，調節(jié)鐵水流動性，加入量過少時，體現上述特性不足，過時焊縫強度過高，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到很好的強韌性匹配。另外，Cr元素能夠促進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（會降低耐高溫腐蝕性）形成，能形成復雜的碳化 物，在強度大幅降低的同時還能保持有效的屈服強度，加入量過少時，體現上述特性不足。 另一方面，含量太高是不合適的，會導致形成大的粗糙塊狀物而導致韌性的下降。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)，調節(jié)鐵水熔點和粘度，余量加入。
[0023] 本發(fā)明的特點是：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， 耐高溫腐蝕性好，焊接工藝性能優(yōu)異，抗裂性優(yōu)良。
[0024] 通過以下具體例對本發(fā)明做進一步的詳細描述，但是本發(fā)明并不局限于這些實施 例。
[0025] 實施例： 本發(fā)明的以下實施例的藥芯焊絲，由外皮、填充在所述外皮內的藥芯和鍍覆在所述外 皮外表面的鋁層構成。其中，所述藥芯的成分及其占藥芯和外皮總質量百分比為：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（含釩的質量百分比為60% ) :0.05~0.35%，余量為Fe。
[0026] 實施例1~7中，藥芯焊絲的制備方法：使用鋼帶法生產藥芯焊絲，0型對接，在 低碳不銹鋼鋼鋼帶制成的外皮內填充粉料（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量的質量百分比），經過成型拉拔，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] 本實施例藥芯焊絲的應用：采用80% Ar+20% CO2保護，本發(fā)明的藥芯焊絲在室 溫20°C，相對濕度40%的條件下，對鍍鋁不銹鋼進行焊接，本發(fā)明藥芯焊絲單絲焊時，電流 180~210A，電壓26~28V，焊接速度35~40cm/min，耐高溫腐蝕性試驗中紅銹發(fā)生率為 零。
[0028] 實施例1~7構成藥芯的成分及其質量百分比見表1。
[0029] 藥芯焊絲的鋼制外皮采用低碳不銹鋼鋼鋼帶，其化學成分在低碳不銹鋼中所占的 質量百分比見表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量的百分比％
應用效果數據
1、 實施例1~7制備的藥芯焊絲焊接后的熔敷金屬力學性能數據見表3 表3熔敷金屬力學性能
2、 對熔敷金屬擴散氫含量的測定，見表4。
[0031] 表4恪敷金屬擴散氫含量
從上表看出，權利要求1~7的藥芯焊絲的熔敷金屬中擴散氫含量低于5ml/100g(采 用水銀置換法）。
[0032] 3、耐高溫腐蝕試驗 檢驗焊絲耐高溫腐蝕性，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。將鋼板預熱到250°C，采用本發(fā)明的焊絲進 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30次，用紅銹發(fā)生率來評價焊絲耐高溫腐蝕性。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 采用實施例1~7進行斜Y抗裂性試驗，經檢測，表面裂紋率、斷面裂紋率、根部裂紋率 均為 〇% (25°C X35% RH)。
[0034] 以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范 圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發(fā)明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護范圍之內。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
【主權項】
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 內的藥忍和鍛覆在所述外皮外表面的侶層構成，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量的百分比為：所述藥忍占藥忍與外皮總質量的百分比為18~20%。2. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 制備權利要求1~4任一項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：使用鋼帶法生產所述藥忍焊絲，0型對接，在低碳不誘鋼鋼帶制成的外皮內 填充所述藥忍的成分，經過成型拉拔，表面鍛侶后得到所述藥忍焊絲。6. 權利要求1~4任一項所述的鍛侶不誘鋼焊接用藥忍焊絲的應用，其特征在于，W所 述藥忍焊絲對鍛侶不誘鋼鋼進行焊接，在焊接時采用80%Ar巧0%C〇2氣體保護。7. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述藥忍焊絲焊接時的條件為：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、填充在所述外皮內的藥芯和鍍覆在所述外皮外表面的鋁層構成，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量的百分比為18～20％。本發(fā)明的藥芯焊絲對鍍鋁不銹鋼焊接后，抗拉強度大于550MPa，熔敷金屬KV2(-30℃)大于100J。
【IPC分類】B23K35/30, B23K35/12, B23K35/40
【公開號】CN104999194
【申請?zhí)枴緾N201510495819
【發(fā)明人】孟慶潤, 周海龍, 楊宗全
【申請人】武漢鐵錨焊接材料股份有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月13日