[发明专利]一种气保护矿物粉型314耐热不锈钢药芯焊丝

说明书

一种气保护矿物粉型314耐热不锈钢药芯焊丝，属于材料加工工程领域，主要用于314耐热不锈钢的焊接。采用常用314不锈钢带作为包覆层，粉芯中各合金成分的质量百分比为：金红石：18％－24％；大理石：3％－5％；长石：3％－5％；萤石4％－6％；石英4％－6％；氧化铋0％－0.3％；氧化铝3％－5％；镁砂2％－3％。金属铬粉20％－25％，金属镍18％－25％，电解金属锰3％－5％，45号硅铁2％－5％，混合稀土3％－5％，钼铁0％－10％,余量为还原铁粉(可以为0或用于补足100％)。混药芯焊丝的填充率为24－28％。焊接接头具有优良的抗裂性、优良的力学性能。

技术领域

本发明属于药芯焊丝领域，具体涉及一种气保护焊用314耐热不锈钢矿物粉型药芯焊丝，主要用于314耐热不锈钢的焊接。

背景技术

314不锈钢属于奥氏体不锈钢，对应国内标准牌号为1Cr25Ni20Si2。它是一种高压耐热不锈钢，具有良好的耐高温性能、抗氧化性能强、耐蠕变性能及机械性能优良等特点。314不锈钢在1500℃以下间断使用及在1200℃以下连续使用过程中，可保持其优良的性能，在1150－1300℃范围内使用效果最佳。目前314不锈钢目前主要用于高温炉管、钢厂高炉等行业。

314不锈钢为纯奥氏体组织，工作条件恶劣，使用温度高。为适应耐高温抗氧化等性能，314不锈钢焊接接头也需要为纯奥氏体组织，这种单相的纯奥氏体组织在焊接过程中，晶粒极易发生长大，在焊接应力作用下很容易发生开裂，常常导致焊接接头失效。

国标17853－2008及美标AWS A5.22中均无314不锈钢对应的焊接材料。目前314不锈钢焊接用填充材料主要是取自于314钢材，即采用线切割的方法从314板材切割长块状直条，或者将314钢材经拉拔制成丝材，然后再进行314钢材的焊接。取自于母材的这种焊材只能采用氩弧焊的方法来焊接314不锈钢。采用314板材切割的直条时，只能进行手工氩弧焊接，不能进行半自动化、自动化及机器人的氩弧焊接，也不可以用于惰性气体保护焊。

由于目前焊接314不锈钢的材料直接取自于母材，该材成分与母材成分相当。焊接过程，在焊接电弧的高温作用下，这种取自于母材的焊材中的金属元素发生蒸发，导致进入到焊缝中的合金元素低于母材中的合金元素含量，焊接接头为低强匹配。这种低强匹配的焊接接头由于合金元素的不足，其耐高温性能、抗氧化性能、耐高温蠕变性能严重下降，使得整体焊接接头不适用于母材所处的工况，无法满足于其母材应用的服役条件，最终导致整个焊接结构很快失效。此外，采用取自于314不锈钢的直条进行氩弧焊时，生产效率很低，仅适用于314薄板的焊接。314线材采用氩弧焊或惰性气保护焊接时，随着焊接过程的进行，焊接区域及热影响区温度升高，先行凝固的焊缝由于直接暴露于空气中，其表面会与空气中的氧发生反应，使得焊缝表面发生氧化，影响了焊缝表面质量。

目前由于无专用的314不锈钢焊接材料，有少量用户使用310不锈钢焊丝进行焊接。310不锈钢和314不锈钢化学成份接近，但由于314不锈钢和310不锈钢用途及工作环境不同，采用310不锈钢焊接材料焊接314不锈钢时，同样存在着合金元素含量不足的问题，使得焊接接头在高温时的耐热性能有所下降，使得焊接结构件寿命降低。另一方面，目前市场上存在的310焊丝，由于该焊丝所焊焊缝组织为单相奥氏体组织，焊接过程中，晶粒极易发生长大，在焊接应力的作用下，即使是焊接310母材也很容易产生热裂纹，焊接314不锈钢时，更容易发生焊缝的开裂现象。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明研制了一种314耐热不锈钢矿物粉型药芯焊丝。