一种钨极氩弧不锈钢焊丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊丝及其制备领域，特别涉及一种钨极氩弧不锈钢焊丝及其制备方法。

背景技术

E304L实芯焊丝是一种奥氏体不锈钢实芯焊丝，通过高氮低镍的设计，有效降低了合金成本，提升了产品技术附加值。其具有耐蚀、高强度、轻量化、易加工的特定。因此E304L实芯焊丝往往与QN1804L钢及相应材料匹配，在建筑、轧道机车、装饰、厨卫制品及海洋牧场等领域应用广泛。

但是QN1804L钢具有较高的使用强度，随着使用发现目前E304系列焊接材料产品强度无法与之匹配。即使使用E308L、E316L也无法满足其较高强度的要求，同时E308L、E316L的性价比又低。因此研发一种能与QN1804L钢及相应材料更好匹配的焊接材料一直是业内研发的方向之一。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能满足在QN1804L钢及相应材料上的使用需求的钨极氩弧不锈钢焊丝，兼具高强度和性价比。

实现本发明第一个目的的技术方案是：本发明中钨极氩弧不锈钢焊丝的化学成分质量百分比为：C≤0.03wt％；Si：0.65-1.2wt％；Mn：3.5-5.5wt％；P≤0.03wt％；S≤0.01wt％；Cr：18-19.5wt％；Ni：3.5-4.5wt％；Cu：2-3wt％；N：0.2-0.3wt％；Nb：0.25-0.5wt％；Mo≤0.5wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。该配方制备的钨极氩弧不锈钢焊丝的抗拉强度≥680Mpa，延伸率≥30％。

作为优选，其化学成分质量百分比为：C：0.018wt％；Si：0.81wt％；Mn：4.25wt％；P:0.018wt％；S：0.004wt％；Cr：19.21wt％；Ni：3.82wt％；Cu：2.71wt％；N：0.24wt％；Nb：0.36wt％；M：0.14wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的第二个目的是提供制备上述钨极氩弧不锈钢焊丝的制备方法

实现本发明第二个目的的技术方案是：本发明制备上述的一种钨极氩弧不锈钢焊丝的制备方法，包括如下步骤：

S1、按照配方准备各化学组分；

S2、将步骤S1中的各化学组分进行冶炼，浇注成坯锭后轧制成盘条；

S3、轧制后的盘条进行正火加高温回火热处理，然后进行减径拉拔，拉拔过程中进行1-2次退火热处理，最后拉拔切断成焊丝。

上述步骤S3中正火加高温回火热处理的具体步骤为：先在1080℃±20℃温度下正火，保温2-3小时；然后在760-780℃温度下高温回火，保温1.5-2.5小时。

一般拉拔切断成直径为φ1.2mm或φ1.6mm或φ2.0mm或φ2.5mm等，长度为1000mm或300mm或500mm等的焊丝。其中直径误差在±0.02mm，长度误差在±2mm。

本发明具有积极的效果：(1)由于目前QN1804L所用焊接材料无匹配材料使用，只能使用高配E316L、E312等焊材来与之匹配，降低了QN1804L的使用性价比；即使如此，E316L、E312等焊材强度与之相比仍无法满足其高强要求。而采用本发明可有效解决了上述问题，在相应环境使用时，可采用更薄的板材，重量更轻。

(2)本发明之所以能与QN1804L钢相应材料匹配，主要是因为以下几个原因：

一、本发明为低合金，其Ni含量低，常规E304的Ni含量大于8％；

二、耐腐蚀性能好，比E304系列，增加了Cu，Nb抗蚀元素；

三、本发明具有高强性，因为其比E304系列，增加了N含量。

四、综合成本比常规E304L制造成本低，耐蚀性更好，强度与QN1804L匹配更适合。

具体实施方式

本发明中钨极氩弧不锈钢焊丝，其化学成分质量百分比为：C：0.018wt％；Si：0.81wt％；Mn：4.25wt％；P:0.018wt％；S：0.004wt％；Cr：19.21wt％；Ni：3.82wt％；Cu：2.71wt％；N：0.24wt％；Nb：0.36wt％；M：0.14wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。其抗拉强度为786Mpa，延伸率为36％。

制备上述钨极氩弧不锈钢焊丝的制备方法，以φ5.5mm盘条加工成φ2.0mm焊丝为例，其步骤如下：

S1、按照上述配方准备各化学组分；

S2、将步骤S1中的各化学组分进行冶炼，浇注成坯锭后轧制成φ5.5mm的盘条；

S3、轧制后的盘条在1080℃±20℃热处理后进行减径拉拔，依次将其从φ5.5mm的盘条拉拔成线径φ4.5mm，从线径φ4.5mm拉拔成线径φ3.8mm；

接着在φ3.8mm线径时进行热处理，热处理温度为980-1030℃；

然后继续进行减径拉拔，依次从线径φ3.8mm拉拔成线径φ2.5mm，从线径φ2.5mm拉拔成线径φ2.0mm；

然后将线径φ2.0mm的焊丝经过切丝机进行切断获得相应长度的焊丝。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。