[发明专利]一种低六价铬308奥氏体不锈钢金属芯焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，特别涉及一种低六价铬（Cr（VI））、低成本的气体保护308奥氏体不锈钢金属芯焊丝。 

背景技术

不锈钢焊接过程中不可避免地要产生有害气体和烟尘，它直接影响环境的保护和焊工的身体健康。同时，不锈钢药芯焊丝由304L不锈钢钢带轧制拉拔制成，而不锈钢带成本较高。  

本发明是研制一种低六价铬（Cr（VI））、低成本奥氏体不锈钢金属芯焊丝，在不锈钢广泛应用又注重环保型的今天，焊接烟尘中的Cr（VI）引起广泛关注，已证实其在人体内具有致癌作用，还会引起诸多的其他健康问题，如吸入某些较高浓度的六价铬化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿孔。短期大剂量的接触，在接触部位会产生不良后果，包括溃疡、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。摄入超大剂量会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。皮肤接触会造成溃疡或过敏反应，Cr（VI）是最易导致过敏的金属之一。减少生产和应用中各种污染物对人体的危害十分重要。为了保证焊接人员的健康，2006年美国职业安全与健康管理局（OSHA）新颁布了焊接烟尘中Cr（VI）的允许暴露极限值（PEL），由原来的52μg/m³降低到3μg/m³。  

不锈钢金属芯焊丝同目前大量应用的不锈钢实芯焊丝相比，对各种不锈钢材的焊接适应性较强，调整药芯的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分；其次，工艺性能好，焊缝成形美观；熔敷速度快，生产效率高，在相同焊接电流下，金属芯焊丝的电流密度大，熔化速度快。 

大量研究表明：不锈钢金属芯焊丝同药芯焊丝相比，其焊接烟尘和Cr（VI）排放量要小于药芯焊丝。此外，目前的不锈钢药芯焊丝主要是用不锈钢钢带做外皮，通过轧制、拉拔工艺制成不锈钢焊丝，而轧制拉拔工艺复杂，本发明采用低碳钢钢带，不仅成本低，而且制 造工艺简单。因此，本发明是一种综合性能优良、低Cr（VI）排放量、低成本的308奥氏体不锈钢金属芯焊丝。 

发明内容：

鉴于上述情况，本发明提出一种低Cr（VI）、低成本308奥氏体不锈钢金属芯焊丝，它可以在保证焊丝熔敷金属力学性能、耐腐蚀性能满足相关国家标准要求的情况下，以低碳钢钢带代替不锈钢钢带而进一步降低成本，简化制造工艺，与308奥氏体不锈钢实芯焊丝相比，Cr（VI）排放量可降低30%~40%，改善了焊接作业环境，焊丝飞溅小，成型美观，焊缝综合性能优良。 

为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：一种低Cr（VI）、低成本的308奥氏体不锈钢金属芯焊丝，其特征在于金属芯焊丝以低碳钢钢带代替不锈钢钢带，焊丝中药粉化学成分质量百分比如下： C：0.03~0.065wt.%；Cr：52~58wt.%；Ni：26~30wt.%；Mn：4~6wt.%；Si：0.66~1.5wt.%；Ti：0.5~1wt.%；Zn：0.5~1wt.%；Zr：0.5~1 wt.%；Fe：余量。药粉在钢带中的填充率为26%~38%。 

一种低六价铬308奥氏体不锈钢金属芯焊丝，其特征在于，焊丝中外皮为低碳钢钢带，焊丝中金属芯化学成分质量百分比如下：C：0.03~0.065wt.%； Cr：48~60 wt.%；Ni：24~32wt.%；Mn：4~7wt.%；Si：0.66~4wt.%；Ti：0.5~1.5wt.%；Zn：0.5~1.5wt.%；Zr：0.5~1.5wt.%；Fe：余量。填充率为：26~38%。 

进一步，焊丝中金属芯化学成分质量百分比如下：C：0.03~0.065wt.%；Cr：52~58wt.%；Ni：26~30wt.%；Mn：4~6wt.%；Si：0.66~1.5wt.%；Ti：0.5~1wt.%；Zn：0.5~1wt.%；Zr：0.5~1 wt.%；Fe：余量。 

进一步，所述的金属芯焊丝粉末包括：金属铬粉：40~120目，金属镍粉：40~120目，电解锰粉：40~120目，45硅铁粉：60~120目，钛铁粉：60~120目，金属锌粉：60~120目，锆硅铁粉：60~120目，金属铁粉：60~120目。 

所述一种低六价铬308奥氏体不锈钢金属芯焊丝的制备方法，采用的钢带尺寸规格为16~8×0.6~0.3mm的碳钢钢带，经过轧制、拉拔、 加工成直径为0.9~1.6mm的气体保护不锈钢金属芯焊丝。