一種低六價鉻309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲及其制備方法屬于焊接材料技術領域。該焊絲的鋼帶為低碳鋼鋼帶，化學成分如下：C：0.03~0.05wt.%；Si：<0.065wt.%；Mn：<0.33wt.%；S：<0.025wt.%；P：<0.03wt.%。該焊絲藥粉的化學組成成分（質量分數wt.%）為：C：0.03~0.065wt.%；Cr：58~63wt.%；Ni：30~33wt.%；Mn：2~3wt.%；Si：0.66~1.5wt.%；Mo：<0.74wt.%；Ti：0.5~1wt.%；Zn：0.5~1wt.%；Zr：0.5~1wt.%；Fe：余量。本發明專利技術在焊接煙塵量稍低的條件下，其中有毒Cr（VI）排放量與同類型實芯焊絲相比可降低21~27%。本發明專利技術采用低碳鋼鋼帶，因此該焊絲成本可大大降低，該焊絲焊接電弧穩定，飛濺小，焊縫成形美觀，熔敷金屬綜合性能優良。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于焊接材料
，特別是一種低六價鉻(Cr (VI))、低成本的氣體保護309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲。
技術介紹
由于不銹鋼中Cr元素含量較高，焊接不銹鋼時，焊接材料為了滿足焊縫的耐腐蝕性都會加入一定量的Cr元素，通過促進被氧化物表層，使焊縫產生足夠的耐腐蝕性以滿足焊接要求。但由于焊材和母材中Cr在焊接蒸發過程中形成焊接煙塵，并會被氧氣在高溫下氧化成具有毒性的Cr (VI)0 Cr (VI)是焊接煙塵的副產物，已證實其在人體內具有致癌作用，還會引起諸多的其他健康問題，如吸入某些較高濃度的六價鉻化合物會弓I起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢、鼻出血。短期大劑量的接觸，在接觸部位會產生不良后果，包括潰瘍、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。攝入超大劑量會導致腎臟和肝臟的損傷、惡心、胃腸道刺激、胃潰瘍、痙攣甚至死亡。皮膚接觸會造成潰瘍或過敏反應，Cr (VI)是最易導致過敏的金屬之一。減少生產和應用中各種污染物對人體的危害顯得格外重要。為了保證焊接人員的健康，2006年美國職業安全與健康管理局(OSHA)新頒布了焊接煙塵中Cr (VI)的允許暴露極限值(PEL)，由原來的52Pg/m3降低到 3Pg/m3。不銹鋼金屬芯焊絲同目前大量應用的不銹鋼實芯焊絲相比，對各種不銹鋼材的焊接，適應性較強，調整藥芯的成分和比例極為方便和容易，可以提供所要求的焊縫化學成分；其次，工藝性能好，焊縫成型美觀；熔敷速度快，生產效率高，在相同焊接電流下，金屬芯焊絲的電流密度大，熔化速度快。大量研究表明不銹鋼金屬芯焊絲同藥芯焊絲相比，其焊接煙塵和Cr (VI)排放量要小于藥芯焊絲。此外，目前的不銹鋼藥芯焊絲主要是用不銹鋼鋼帶做外皮，通過軋制、拉拔工藝制成不銹鋼焊絲，而軋制拉拔工藝復雜，本專利技術采用低碳鋼鋼帶，不僅成本低，而且制造工藝簡單。因此，本專利技術是一種綜合性能優良、低Cr (VI)排放量、低成本的309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲。
技術實現思路
鑒于上述情況，本專利技術提出一種低Cr (VI) 309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲，它可以在保證焊絲熔敷金屬力學性能、耐腐蝕性能滿足相關國家標準要求的情況下，以低碳鋼鋼帶代替不銹鋼鋼帶而進一步降低成本，簡化制造工藝，與奧氏體不銹鋼實芯焊絲相比，Cr(VI)排放量可降低219Γ27%，改善了焊接作業環境，焊絲飛濺小，成型美觀，焊縫綜合性能優良。—種低六價鉻309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲，其特征在于，焊絲中外皮為低碳鋼鋼帶，焊絲中金屬芯化學成分質量百分比如下C:0.03 0.065wt.%; Cr :57 66 wt. % ；N1:29 35wt. % ；Mn :1. 5 4wt. % ；S1:0. 4 2wt. % ；Mo <0. 75wt. % ；T1:0. 5 1. 5wt. % ；Zn O. 5 1. 5wt. % ；Zr 0. 5 1. 5wt. % ；Fe :余量；填充率為 28% 38%。進一步，金屬芯化學成分質量百分比如下C :0. 03 O. 065wt. % ；Cr :58 63wt. % ；Ni 3033wt. % ；Mn :2 3wt. % ；S1:0. 66 1. 5wt. % ；Mo <0. 74wt. % ；T1:0. 5 lwt. % ；Zn 0. 5 lwt. % ；Zr 0. 5 I wt. % ；Fe :余量。進一步，金屬芯包括金屬鉻粉4(Tl20目，金屬鎳粉4(Tl20目，電解錳粉40 120目，45硅鐵粉60 120目，鈦鐵粉60 120目，金屬鋅粉60 120目，鋯硅鐵粉60 120目，金屬鐵粉60 120目。將上述焊絲成型、軋制，拉拔剪徑，鋼帶選用161X0. 6、. 3mm低碳鋼鋼帶，最終獲得直徑為O. 9^1. 6mm的不銹鋼金屬芯焊絲。 采用的鋼帶尺寸規格為16 8X0. 6^0. 3mm)的碳鋼鋼帶，經過軋制、拉拔、加工成直徑為O. 9^1. 6mm的氣體保護不銹鋼金屬芯焊絲。該焊絲焊接時，保護氣體為95 98%Ar+2 5%02，氣體流速15 20L/min，直流反接電源。焊接工藝參數為電壓22 30V ;電流14(Γ280Α ;送絲速度35(T500mm/min ;焊絲伸出導電嘴的距離14 25mm。進一步優化焊接工藝，焊接工藝參數為電壓24 27V ;電流14(Γ240Α ;送絲速度400 500mm/min ;氣流流速15 20L/min ;焊絲伸出導電嘴的距離18 22mm。焊接線能量13 17KJ/cm ;層間溫度彡150°C。在熔敷金屬中各元素的含量在如下范圍C :0. 025^0. 065wt. % ； Cr 22. 2 26. lwt. % ；N1:11. 7 16. lwt. % ；Mn :0. 97 3. 2wt. % ；S1:0. 27 1. lwt. % ；Mo <0. 74wt. % ；Ti 0. 01 2. 47wt. % ；Zn :0. 3 1. 2wt. % ；Zr :0. 5 1. 5wt. % ；Fe :余量。在熔敷金屬中形成的合金元素含量范圍優選如下C :0. 025、. 065wt. % ；Cr 23. 4 25. 4wt. % ；N1:12. Γ 4. 5wt. % ；Μη :1. 13 2· 2wt. % ；S1:0. 33 0. 60wt. % ；Μο 〈O. 74wt. % ；Ti 0. 03 2. 47wt. % ；Ζη :0· 33 1. 2wt. % ；Zr :0· 5 1. 2wt. % ；Fe :余量。本專利技術的主要特點是金屬芯焊絲外皮為低碳鋼鋼帶，避免了 304L不銹鋼鋼帶的高成本。同時，在不降低藥芯中Cr含量的基礎上，通過添加Zn、Zr或其合金，焊接煙塵量稍低，煙塵中Cr (VI)排放量降低21°/Γ27%，此外，焊芯中S1、Ti等元素可減少焊接飛濺。用本專利技術研制的不銹鋼金屬芯焊絲具有低Cr (VI)、低成本、焊接電弧穩定、飛濺小、焊縫成形美觀、綜合性能優良的特點。附圖說明圖1奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲的電流電壓范圍(Φ0. 9，1. 2，1. 6mm)具體實施例方式本專利技術的金屬芯焊絲不受上述實例的限制，任何在本專利技術的權力要求保護的范圍內的改進和變化都在本專利技術的保護范圍之內。選用16 8X0. 6 O. 3 (寬度為8 16mm，厚度為O. 3 O. 6mm)的低碳鋼鋼帶為金屬芯焊絲外皮，現將其軋成U形。金屬鉻粉末，金屬鎳粉末，金屬電解錳粉末，45硅鐵粉末，鈦鐵粉末，金屬鋅粉末，鋯硅鐵粉末，金屬鐵粉等配置成藥粉，所取粉末的粒度為4(Γ120目。將所取的各種粉末放入混粉機內混合40分鐘，然后將混合粉末加入U形碳鋼帶槽中，填充率為28 38%，將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過直徑為2.4、2. 26、1.96、1.83,1. 73,1. 6,1. 5、1. 41,1. 34,1. 26,1. 19,1. 09,0. 9 的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到O. 9 1. 6mm。具體實施例如下1、一種低Cr (VI) 309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲，焊絲中化學成分質量百分比為C 0. 03wt. % ；Cr 57wt. % ；Ni 29wt. % ；Mn :1. 5w本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低六價鉻309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲，其特征在于，焊絲中外皮為低碳鋼鋼帶,焊絲中金屬芯化學成分質量百分比如下：C：0.03~0.065wt.%；?Cr：57~66?wt.%；Ni：29~35wt.%；Mn：1.5~4wt.%；Si：0.4~2wt.%；Mo：<0.75wt.%；Ti：0.5~1.5wt.%；Zn：0.5~1.5wt.%；Zr：0.5~1.5wt.%；Fe：余量；填充率為28%~38%。
【技術特征摘要】
1.一種低六價鉻309奧氏體不銹鋼金屬芯焊絲，其特征在于，焊絲中外皮為低碳鋼鋼帶，焊絲中金屬芯化學成分質量百分比如下C :0.03 0.065wt.%; Cr :57 66 wt. % ； N1:29 35wt. % ；Mn :1. 5 4wt. % ；S1:0. 4 2wt. % ；Mo <0. 75wt. % ；T1:0. 5 1. 5wt. % ；Zn 0. 5 1. 5wt. % ；Zr 0. 5 1. 5wt. % ；Fe :余量；填充率為 28% 38%。2.按照權利要求1所述的焊絲，其特征在于金屬芯化學成分質量百分比如下CO.03 O. 065wt. % ；Cr :58 63wt. % ；N1:30 33wt. % ；Mn :2 3wt. % ；S1:0. 66 1. 5wt. % ；Mo <0. 74wt. % ；Ti 0. 5 lwt. % ；Zn :0. 5 lwt. % ；Zr :0. 5 I wt. % ；Fe :余量。3.按照權利要求1所述的焊絲，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：栗卓新，高麗脂，李國棟，李輝，李紅，焦俊，白建濤，馬司鳴，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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