本發(fā)明屬于金屬材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲，本發(fā)明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。

背景技術(shù)：

無磁鋼屬fe—mn—al—c系列奧氏體金屬材料，20mn23al作為變壓器專用低磁鋼板，主要用于變壓器鐵芯拉桿、夾件、油箱壁、法蘭等要求無磁的部件，由于其磁導(dǎo)率低而電阻率高。在磁場中的渦流損耗極小，從而提高變壓器的使用性能，因此這種鐵錳鋁系低磁鋼已在全國變壓器制造廠得到廣泛應(yīng)用。而且力學(xué)性能優(yōu)良，加工制造中切割、焊接、鉆孔、彎曲等與普通鋼材同樣容易，與不銹鋼相比，不但降低材料成本、提高產(chǎn)品性能，還可節(jié)省加工費(fèi)用。

研制無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲，使焊接接頭具有與無磁鋼20mn23al匹配的力學(xué)性能與耐腐蝕性能，得到的焊接結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步推廣無磁鋼20mn23al的使用，并發(fā)揮其優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲，實(shí)現(xiàn)無磁鋼20mn23al焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)良。

本發(fā)明的另一個目的是提供無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲，包括藥芯和外皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鉻粉50％-60％，鎳粉8％-16％，鉬粉3％-12％，錳粉8％-12％，硅鐵粉1％-5％，鈮鐵粉0.5％-3.0％，鈦鐵粉0.5％-1％，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

外皮為316不銹鋼鋼帶。

該藥芯焊絲的填充量控制在20％-25％。

本發(fā)明所采用的第二個技術(shù)方案是，無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下：

步驟1：按質(zhì)量百分比分別稱取鉻粉50％-60％，鎳粉8％-16％，鉬粉3％-12％，錳粉8％-12％，硅鐵粉1％-5％，鈮鐵粉0.5％-3.0％，鈦鐵粉0.5％-1％，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，并進(jìn)行拉拔，得到藥芯焊絲；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

步驟2中：烘干溫度為200-300℃，烘干時間為2-2.5h。

步驟3中：藥芯焊絲的填充量控制在20％～25％。

本發(fā)明的有益效果是，(1)用于無磁鋼20mn23al的焊接，可得到具有較高抗拉強(qiáng)度和耐蝕性的焊接接頭；具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，焊接煙塵少；焊縫表面光潔平整，焊后無需清理，可連續(xù)施焊，有效提高了焊接生產(chǎn)效率；適合于自動焊接設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)效率；(2)本發(fā)明藥芯焊絲制備方法簡單，操作方便，便于進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲，包括藥芯和外皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鉻粉50％-60％，鎳粉8％-16％，鉬粉3％-12％，錳粉8％-12％，硅鐵粉1％-5％，鈮鐵粉0.5％-3.0％，鈦鐵粉0.5％-1％，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％；外皮為316不銹鋼鋼帶；藥芯焊絲的填充量控制在20％-25％。

該藥芯焊絲中各組分的作用和功能如下：

鉻是強(qiáng)烈形成并穩(wěn)定奧氏體的元素，縮小奧氏體區(qū)，隨著鉻含量的增加，一些金屬間相(比如δ相)的形成傾向增大，cr元素還具有顯著提高焊縫金屬耐蝕性的能力，使焊縫的耐蝕性能夠達(dá)到使用的要求；

金屬鎳，還具有提高焊接接頭韌性的作用；

mo與mn還具有提高焊縫強(qiáng)度的作用；

ni可以保證焊縫具有一定的韌性。

上述無磁鋼20mn23al用金屬型藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下：

步驟1：按質(zhì)量百分比分別稱取鉻粉50％-60％，鎳粉8％-16％，鉬粉3％-12％，錳粉8％-12％，硅鐵粉1％-5％，鈮鐵粉0.5％-3.0％，鈦鐵粉0.5％-1％，其余為鐵，以上組分質(zhì)量百分比之和為100％；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為200-300℃，烘干時間為2-2.5h，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，藥芯焊絲的填充量控制在20％～25％，并進(jìn)行拉拔，得到藥芯焊絲；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

實(shí)施例1

步驟1：分別稱取鉻粉530g，鎳粉110g，鉬粉50g，錳粉110g，硅鐵粉30g，鈮鐵粉10g，鈦鐵粉5g，鐵粉155g；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為200℃，烘干時間為2h，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，并進(jìn)行拉拔至1.2mm，得到藥芯焊絲，其中，藥芯粉末填充量控制在20％；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

用實(shí)施例1所制得的藥芯焊絲焊接無磁鋼20mn23al，采用熔化極氣體保護(hù)焊(gmaw)，焊接電流為180-200a，焊接電壓為21-24v，保護(hù)氣體為co2，氣體流速為15l/min。經(jīng)測試，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為550mpa，屈服極限為263mpa，沖擊功為31j。性能符合無磁鋼20mn23al使用要求。

實(shí)施例2

步驟1：分別稱取鉻粉580g，鎳粉130g，鉬粉80g，錳粉80g，硅鐵粉50g，鈮鐵粉10g，鈦鐵粉10g，鐵粉70g；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為220℃，烘干時間為2.2h，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，并進(jìn)行拉拔至1.4mm，得到藥芯焊絲，其中，藥芯粉末填充量控制在22％；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

用實(shí)施例2所制得的藥芯焊絲焊接無磁鋼20mn23al，采用熔化極氣體保護(hù)焊(gmaw)，焊接電流為190-210a，焊接電壓為22-25v，保護(hù)氣體為co2，氣體流速為16l/min。經(jīng)測試，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為568mpa，屈服極限為276mpa，沖擊功為49j。性能符合無磁鋼20mn23al使用要求。

實(shí)施例3

步驟1：分別稱取鉻粉500g，鎳粉100g，鉬粉80g，錳粉80g，硅鐵粉40g，鈮鐵粉15g，鈦鐵粉10g，鐵粉175g；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為300℃，烘干時間為2.5h，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，并進(jìn)行拉拔至1.6mm，得到藥芯焊絲，其中，藥芯粉末填充量控制在25％；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

用實(shí)施例3所制得的藥芯焊絲焊接無磁鋼20mn23al，采用熔化極氣體保護(hù)焊(gmaw)，焊接電流為190-210a，焊接電壓為22-25v，保護(hù)氣體為co2，氣體流速為15l/min。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為563mpa，屈服極限為263mpa，沖擊功為36j。性能符合無磁鋼20mn23al使用要求。

實(shí)施例4

步驟1：分別稱取鉻粉550g，鎳粉100g，鉬粉60g，錳粉100g，硅鐵粉30g，鈮鐵粉15g，鈦鐵粉10g，鐵粉135g；

步驟2：將步驟1稱取的所有原材料混合均勻，并置于烘干爐中烘干，烘干溫度為250℃，烘干時間為2.2h，得到藥芯粉末；

步驟3：通過藥芯焊絲制絲機(jī)把步驟2制備得到的藥芯粉末包裹在316不銹鋼鋼帶內(nèi)，并進(jìn)行拉拔至1.8mm，得到藥芯焊絲，其中，藥芯粉末填充量控制在25％；

步驟4：采用繞絲機(jī)把步驟3得到的藥芯焊絲拉直、盤成圓盤，密封包裝待用。

用實(shí)施例4所制得的藥芯焊絲焊接無磁鋼20mn23al，采用熔化極氣體保護(hù)焊(gmaw)，焊接電流為190-210a，焊接電壓為22-25v，保護(hù)氣體為co2，氣體流速為16l/min。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為568mpa，屈服極限為253mpa，沖擊功為46j。性能符合無磁鋼20mn23al使用要求。

實(shí)施例5

步驟1，分別稱取cr550g，ni130g，mo60g，mn100g，si-fe合金粉20g，nb-fe合金粉15g，ti-fe合金粉5g，鐵粉120g；

步驟2，將稱取的粉體混合均勻，混合后放入爐子中烘干，烘干溫度220℃，烘干時間2小時，得到藥芯粉末；

步驟3，將316不銹鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將鋼帶軋制成u型槽，然后向u型槽中添加步驟2得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為20％，再通過成型機(jī)將u型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.18mm，得到藥芯焊絲；

步驟4，最后用拉絲機(jī)將步驟3制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。

實(shí)施例5所制得的藥芯焊絲適用于熔化極氣體保護(hù)焊(gmaw)，焊接電流為180-200a，焊接電壓為22-25v，保護(hù)氣體為co2，氣體流速為15l/min。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為575mpa，屈服極限為262mpa，沖擊功為53j。性能符合無磁鋼20mn23al使用要求。

本發(fā)明藥芯焊絲用于無磁鋼20mn23al的焊接，可得到具有較高抗拉強(qiáng)度和耐蝕性的焊接接頭；具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，焊接煙塵少；焊縫表面光潔平整，焊后無需清理，可連續(xù)施焊，有效提高了焊接生產(chǎn)效率；適合于自動焊接設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)效率；本發(fā)明藥芯焊絲制備方法簡單，操作方便，便于進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)。