技术领域
[0001] 本
发明属于
焊接材料技术领域，具体涉及一种17-4ph沉淀硬化
不锈钢焊接用药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。
背景技术
[0002] 沉淀硬化型不锈钢，这是20世纪40年代以来为适应航空、航天工业迅速发展需要而开发的钢种，其化学成分一般不超过18-8型钢中Cr、Ni含量，
碳含量低并添加硬化元素(
铝、
钛、铌、
铜和钼等)，在最终形成
马氏体后，经时效处理，析出金属间化合物(Ni3Al、Ni3Ti)和某些少量碳化物以产生沉淀硬化。它比普通沉淀硬化不锈钢具有更高的强度，更好的可焊性、韧性、冷加工成型性和耐蚀性等。
[0003] 17-4PH是典型的沉淀硬化不锈钢，是此类钢中应用最为广泛的一种，所以，国内外科研人员对其进行的研究有很多。一般认为17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢1050℃是其最佳固溶
温度。并在480℃时效时达到其硬度最高值，在固溶和时效处理之间增加适当的调整处理可细化组织，并改善材料的耐蚀性和韧性。
[0004] 工程上以往焊接17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢时，多采用A102来施焊，利用这种
焊条得到的
焊缝金属
抗拉强度约为550Mpa左右，而17-4PH作为一种沉淀硬化不锈钢，其最低抗拉强度在900Mpa以上。因而本发明开发了一种真正与17-4PH不锈钢匹配的药芯焊丝，使焊缝金属具有较高的抗拉强度，避免了17-4PH焊接结构中性能的下降。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝，用于17-4ph马氏体沉淀硬化不锈钢的焊接，使焊接接头具有较高的抗拉强度和耐蚀性。
[0006] 本发明的另一个目的是提供上述17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝的制备方法。
[0007] 本发明所采用的技术方案是，17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按
质量百分比由以下组分组成：Cr60％-68％，Ni12％-20％，Mn2％-3％，Cu12％-15％，Nb1％-1.5％，其余为
铁，以上组分质量百分比之和为100％。
[0008] 本发明的特点还在于：
[0010] 该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为25％-28％。
[0011] 该药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
[0012] 本发明所采用的另一个技术方案是，17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：
[0013] 步骤1，按质量百分比分别称取Cr60％-68％，Ni12％-20％，Mn2％-3％，Cu12％-15％，Nb1％-1.5％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％；
[0014] 步骤2，将步骤1称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300℃，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0015] 步骤3，将H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将H08A钢带
轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-28％，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；
[0016] 步骤4，最后用
拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封
包装即可。
[0017] 本发明的有益效果是，
[0018] 1.本发明药芯焊丝用于17-4ph马氏体沉淀硬化不锈钢的焊接，焊接接头具有较高的抗拉强度和耐蚀性。
[0019] 2.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，焊接过程中无夹渣问题。
[0020] 3.该药芯焊丝焊缝表面光洁平整，焊后无需清理，可连续施焊，有效提高了焊接生产效率。适合于自动焊接设备，具有较高的生产效率。
[0021] 4.本发明药芯焊丝制备方法，工艺简单，操作方便，适合批量化生产。
具体实施方式
[0022] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0023] 本发明17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝，由外皮和药芯组成，药芯为金属粉体，按质量百分比由以下组分组成：Cr60％-68％，Ni12％-20％，Mn2％-3％，Cu12％-15％，Nb1％-1.5％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％。外皮材料为H08A钢带。该药芯焊丝中药芯的填充率(质量比)为25％-28％，药芯焊丝的直径为1.2-2.0mm。
[0024] 上述17-4ph沉淀硬化不锈钢焊接用药芯焊丝的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0025] 步骤1，按质量百分比分别称取Cr60％-68％，Ni12％-20％，Mn2％-3％，Cu12％-15％，Nb1％-1.5％，其余为铁，以上组分质量百分比之和为100％；
[0026] 步骤2，将步骤1称取的材料混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200-300℃，时间为2-2.5h，得到药芯粉末；
[0027] 步骤3，将宽H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将H08A钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-28％，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；
[0028] 步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0029] 药芯中各组分的作用：
[0030] 1、Cr是铁素体化元素，使焊缝中有生成铁素体组织的倾向；Ni，Mn是奥氏体化元素，使焊缝中有生产奥氏体组织的倾向。Cr，Ni，Mn三者配合，当所设计的比例合适时，焊缝会转变为完全的马氏体组织，因此Cr，Ni，Mn的使用是为了使焊缝中最终生成马氏体组织。
[0031] 2、Cr元素还具有显著提高焊缝金属耐蚀性的能
力，使焊缝的耐蚀性能够达到使用的要求。
[0032] 3、Cu，Nb在焊缝中能够生成沉淀相，这些沉淀相大幅度的提高焊缝金属的强度。
[0033] 4、Cu还
对焊缝金属耐蚀性起辅助作用，可在一定程度上提高焊缝的耐蚀性。
[0034] 5、Fe是为了补充剩余质量，使药芯的总质量达到100％。
[0035]
实施例1步骤1，按质量百分比分别称取Cr600g，Ni200g，Mn20g，Cu150g，Nb15g，Fe15g；
[0036] 步骤2，将步骤1称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为200℃，时间为2h，得到药芯粉末；
[0037] 步骤3，将宽H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将H08A钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-28％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.2mm，得到药芯焊丝；
[0038] 步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0039] 实施例1制备的药芯焊丝的焊接工艺为：采用
熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接
电流为200A，
电压为22V，保护气体为氩气，气体流速为17L/min。
[0040] 所得到的焊接接头抗拉强度为912Mpa，屈服极限为843Mpa，断面收缩率为42％，冲击功为80J，性能满足17-4PH不锈钢的使用要求。
[0041] 实施例2
[0042] 步骤1，按质量百分比分别称取Cr620g，Ni140g，Mn20g，Cu120g，Nb10g，Fe90g；
[0043] 步骤2，将步骤1称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为220℃，时间为2.5h，得到药芯粉末；
[0044] 步骤3，将宽H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将H08A钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-28％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.4mm，得到药芯焊丝；
[0045] 步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0046] 实施例2制备的药芯焊丝的焊接工艺为：采用熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为210A，电压为22V，保护气体为氩气，气体流速为15L/min。
[0047] 所得到的焊接接头抗拉强度为932Mpa，屈服极限为879Mpa，断面收缩率为41％，冲击功为78J，性能满足17-4PH不锈钢的使用要求。
[0048] 实施例3
[0049] 步骤1，按质量百分比分别称取Cr640g，Ni160g，Mn25g，Cu130g，Nb125g，Fe20g；
[0050] 步骤2，将步骤1称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为240℃，时间为2h，得到药芯粉末；
[0051] 步骤3，将宽H08A钢带放置在药芯焊丝成型机的放带机上，通过成型机将H08A钢带轧制成U型槽，然后向U型槽中添加步骤2得到的药芯粉末，控制药芯粉末的填充率为25％-28％，再通过成型机将U型槽碾压闭合，并将其拉拔至1.6mm，得到药芯焊丝；
[0052] 步骤4，最后用拉丝机将步骤3制备的药芯焊丝拉直，盘成圆盘，密封包装即可。
[0053] 实施例3制备的药芯焊丝的焊接工艺为：采用熔化极气体保护焊(GMAW)，焊接电流为220A，电压为22V，保护气体为氩气，气体流速为17L/min。
[0054] 所得到的焊接接头抗拉强度为874Mpa，屈服极限为835Mpa，断面收缩率为50％，冲击功为81J，性能满足17-4PH不锈钢的使用要求。
[0055] 实施例4
[0056] 步骤1，按质量百分比分别称取Cr660g，Ni120g，Mn20g，Cu140g，Nb10g，Fe50g；
[0057] 步骤2，将步骤1称取的粉体混合均匀，然后放置在烘干炉中烘干，烘干的温度为
