專利名稱：：一種不銹鋼焊絲及其焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種焊接材料以及使用該焊接材料的焊接工藝。
背景技術(shù)：
：在馬氏體類不銹鋼以及雙相不銹鋼(馬氏體+鐵素體組織)的焊接中，目前通常選用奧氏體類焊接材料進(jìn)行上述不銹鋼的焊接。由于填充材料和母材成分的差異，這類焊接接頭通常會(huì)由于兩者帶來的電極電位不同而發(fā)生腐蝕。如采用ASME(美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì))SFA(焊材標(biāo)準(zhǔn))一5.9中的ER240、ER630兩種型號的焊接材料，由于填充材料和母材成分體系的差異易導(dǎo)致的電偶腐蝕。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種不銹鋼焊絲及其焊接工藝，這種不銹鋼焊絲在馬氏體不銹鋼或者馬氏體加鐵素體不銹鋼中應(yīng)用能有效抗電偶腐蝕，不但具有較高的抗拉強(qiáng)度，而且具有較高的沖擊韌性。本發(fā)明的技術(shù)方案一種不銹鋼焊絲，化學(xué)成分重量百分配比為C00,03%,MnO.41.2。/。，Si0.51.0%，Cr1718%，Ti0.20.4%，Ni5.56.5Q/Q，S00.015%，P00.02%,余量為Fe及其他不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還涉及使用上述不銹鋼焊絲的焊接工藝，具體步驟如下在熱輸入4服J/cm條件下，使用熔化極氣體保焊的焊接工藝，即焊接電流為210230A;焊接電壓在2426V，焊接速度為400600mra/min，層間溫度小于100。C。本發(fā)明焊接材料的組織組成為低碳馬氏體+少量鐵素體組織。C是金屬強(qiáng)化元素有效元素之一，為了達(dá)到超高強(qiáng)度等級，一定量C元素是必不可少的，同時(shí)為了形成Ti(C、N)異質(zhì)形核有效質(zhì)點(diǎn)核心，也需要3有一定量的c含量。但是c含量不能太多，過剩的c固溶在馬氏體基體中將嚴(yán)重降低熔敷金屬的韌性。為保證焊縫金屬具有一定的抗腐蝕性能以及控制馬氏體和鐵素體相比例而加入一定量的Cr元素；過高或者過低都不能達(dá)到很好的強(qiáng)韌性匹配。M是奧氏體形成元素，是改善金屬的低溫韌性元素之一。因此為了保證其熔敷金屬具有一定的塑韌性，成分體系中需加入適當(dāng)含量的Ni元素；過低的Ni元素含量對熔敷金屬韌性改善不顯著，過高則不但會(huì)提高焊絲的成本，也會(huì)在熔敷金屬中形成殘余奧氏體，不利熔敷金屬韌性性能。研究表明，細(xì)晶強(qiáng)化是唯一的對強(qiáng)度和韌性均有貢獻(xiàn)的強(qiáng)化方式。為了進(jìn)一步提高熔敷金屬韌性，可使韌性良好的低碳馬氏體組織進(jìn)一步細(xì)化，為此本發(fā)明將加入一定的Ti，利用液相熔池中能穩(wěn)定存在的Ti(C、N)，觸發(fā)多點(diǎn)異質(zhì)形核，從而細(xì)化熔敷金屬的一次結(jié)晶組織。Ti含量過低，形成的異質(zhì)形核核心太少。起不到細(xì)化晶粒的作用；由于Ti是非?；顫姷脑兀瑯O易氧化，Ti含量過多，將在冶煉過程中容易形成較難去除的夾渣，影響鑄坯的質(zhì)量和元素的收得率。適當(dāng)?shù)腗n也是熔敷金屬具有一定強(qiáng)度的保證，同時(shí)Mn也具有在熔池過程中脫硫和脫氧的作用。適量的Si，一方面有助于熔池階段熔池的流動(dòng)性得到改善，另一方面也有助于與氧結(jié)合形成夾渣物上浮，從而降低熔池中氧的含量。另外，S、P含量需嚴(yán)格控制。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)本發(fā)明焊接材料中的熔敷金屬不但具有超高的抗拉強(qiáng)度，而且其仍具有優(yōu)良的塑韌性，顯著優(yōu)于同類標(biāo)準(zhǔn)焊接材料的性能。2)本發(fā)明的焊絲材料成分體系可以廣泛的應(yīng)用在馬氏體不銹鋼和馬氏體+鐵素體雙相不銹鋼等鋼種的焊接中，替代通常釆用的奧氏體焊接材料，避免了原先極易發(fā)生的電偶腐蝕而降低接頭的使用壽命，降低了生產(chǎn)使用成本。3)本發(fā)明的焊接工藝，不用進(jìn)行焊前預(yù)熱與焊后熱處理，可保證焊縫不會(huì)產(chǎn)生裂紋。具體實(shí)施例方式本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的ER240、ER630兩種型號的焊絲成分對比如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的ER240、ER630兩種型號的焊絲成分力學(xué)性能對比如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>現(xiàn)有技術(shù)隨著焊接強(qiáng)度等級的提高，會(huì)給焊接帶來很大的困難，通常需要進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理避免裂紋產(chǎn)生。基于本發(fā)明焊絲提出一種不銹鋼焊接材料的焊接工藝，即熱輸入在48KJ/cm條件下，使用熔化極氣體保焊的焊接工藝，即焊接電流為210-230A，焊接電壓在24-26V，焊接速度為400-600ram/min，層間溫度小于100。C。不用焊前預(yù)熱與焊后熱處理，可保證焊縫不會(huì)產(chǎn)生裂紋。按照本發(fā)明的成分范圍，給出以下五個(gè)不銹鋼焊絲成分的實(shí)施例，見表4，焊絲的直徑為1.2mm。采用GMAW(熔化極氣體保護(hù)焊)方法得到的熔敷金屬力學(xué)性能見表5。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3井0.0160.650.850.0150細(xì)17.026.450.314弁0.0170.63O.卯0.0130細(xì)17.985.650.385井0.0130.750.980.0140細(xì)17.545.870.32表5序號抗拉強(qiáng)度MPa延伸率%沖擊韌性-40。C，J/cm21#95519302#102020383井101023454#96821355#9862032要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，顯然本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種不銹鋼焊絲，其特征在于化學(xué)成分重量百分配比為C0～0.03％，Mn0.4～1.2％，Si0.5～1.0％，Cr17～18％，Ti0.2～0.4％，Ni5.5～6.5％，S0～0.015％，P0～0.02％，余量為Fe及其他不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的不銹鋼焊絲的焊接工藝，其特征在于在熱輸入48KJ/cm條件下，使用熔化極氣體保焊的焊接工藝，焊接電流為210230A，焊接電壓在2426V，焊接速度為400600腿/min，層間溫度小于IO(TC。全文摘要本發(fā)明公開了一種不銹鋼焊絲及其焊接工藝，化學(xué)成分重量百分配比為C0～0.03％，Mn0.4～1.2％，Si0.5～1.0％，Cr17～18％，Ti0.2～0.4％，Ni5.5～6.5％，S0～0.015％，P0～0.02％，余量為Fe及其他不可避免的雜質(zhì)；上述焊絲的焊接工藝在熱輸入4～8KJ/cm條件下，使用熔化極氣體保焊的焊接工藝，即焊接電流為210～230A；焊接電壓在24～26V，焊接速度為400～600mm/min，層間溫度小于100℃。其能有效抗電偶腐蝕，不但具有較高的抗拉強(qiáng)度，而且具有較高的沖擊韌性，可以廣泛應(yīng)用在馬氏體類不銹鋼以及雙相不銹鋼(馬氏體+鐵素體組織)的焊接中，不用進(jìn)行焊前預(yù)熱與焊后熱處理，降低生產(chǎn)使用成本，又保證焊縫不會(huì)產(chǎn)生裂紋。文檔編號B23K35/30GK101633085SQ20081004089公開日2010年1月27日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日發(fā)明者朱雙春,王寶森,軻許,馬朝暉申請人:寶山鋼鐵股份有限公司