[发明专利]1Ni9低温钢用自保护药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，具体涉及一种1Ni9低温钢用自保护药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。

背景技术

1Ni9钢是美国Inco公司20世纪40年代发明的一种优良的低温低碳钢，其含镍量为8.5～9.5％，亦被称为1Ni9钢或9％Ni钢，此外也有人将其称为铁素体钢，以区别于奥氏体钢。实际上它是一种低碳调质钢，为马氏体型低温用钢。1Ni9钢在-196℃具有优良的强韧性和焊接性，与具有优良性能的不锈钢相比，有合金含量少、价格便宜的优点；与低温用铝合金相比，有许用应力大、热膨胀率小的优点。因此1Ni9钢被认为是制造低温压力容器的优良材料，目前已成为各国储罐(液化天然气)的主要材料。

药芯焊丝作为新一代的焊材，具有熔敷率高，熔敷速度快；工艺性能好，成形美观；成分容易调整，焊接适应性强等三大优点。近年来药芯焊丝逐渐成为首选焊材。

自保护药芯焊丝由于是在没有外加气体保护的条件下进行焊接的。所以药芯中要加入一定量的焊剂，主要依靠药芯焊丝自身产生的熔渣，气体对焊接熔池进行保护，同时焊剂中还需加入一定量的脱氧剂，如硅铁、锰铁、铝镁等组分除去熔池中的有害杂质氧元素。自保护药芯焊丝所用焊剂中需要含有造渣剂，造气剂，脱氧剂，三种成分，从造渣，造气，脱氧，三个层次对熔池进行保护，才能达到理想的保护效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种1Ni9低温钢用自保护药芯焊丝，专用于1Ni9低温钢焊接，施焊时不需外加保护气体，可实现自保护焊接。

本发明的另一个目的是提供一种1Ni9低温钢用自保护药芯焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，1Ni9低温钢用自保护药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯按质量百分比由以下组分组成：Ni40％-50％，Cr1％-3％，Mn5％-7％，CaF₂15％-16％，SiO₂5％-7％，TiO₂3％-5％，CaCO₃5％-8％，Li₂CO₃4％-6％，Al-Mg合金粉7％-9％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

外皮材料为低碳钢H08A钢带。

该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为20％-25％。

该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。

本发明所采用的另一个技术方案是，1Ni9低温钢用自保护药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按质量百分比分别称取Ni40％-50％，Cr1％-3％，Mn5％-7％，CaF₂15％-16％，SiO₂5％-7％，TiO₂3％-5％，CaCO₃5％-8％，Li₂CO₃4％-6％，Al-Mg合金粉7％-9％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1称取的CaF₂，SiO₂，TiO₂，CaCO₃，Li₂CO₃，Al-Mg合金粉加入水玻璃粘结剂混合均匀，然后放置在加热炉中烧结，碾碎后过筛，筛选粒度80-100目之间的混合粉；

步骤3，将步骤1称得的Ni，Cr，Mn，铁粉与步骤2制得的混合粉充分搅拌，混合之后放入烘干炉中烘干200摄氏度、2小时；

步骤4，将低碳钢H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将低碳钢H08A钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤3得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-30％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到药芯焊丝；

步骤5，最后用拉丝机将步骤4制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。

本发明的特点还在于，

步骤2中水玻璃粘结剂的添加量为粉体总重量的20％。

步骤2中烧结的温度为500-650℃，时间为3-4h。

本发明的有益效果是，

1.本发明药芯焊丝施焊时不需外加保护气体，可实现自保护焊接。

2.该药芯焊丝用于低温钢1Ni9的焊接，可得到性能优异的焊接接头，有利于1Ni9钢在低温环境中的使用。

3.该药芯焊丝具有很好的焊接工艺性，焊接飞溅少，焊接烟尘少。