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CN110253173A - 一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝 - Google Patents

一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝 Download PDF

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CN110253173A
CN110253173A CN201910647326.6A CN201910647326A CN110253173A CN 110253173 A CN110253173 A CN 110253173A CN 201910647326 A CN201910647326 A CN 201910647326A CN 110253173 A CN110253173 A CN 110253173A
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张晓�
郝毓涛
赵慧慧
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Xinxiang Light Technology Co Ltd
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Xinxiang Light Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：C:0.001～0.1％、Si:0.01～1.0％、Mn:2.0～6.0％、Cr:17.0～27.0％、Ni:1.0～10.0％、Mo:0.1～3.0％、Al:2～3％、Mg:1～2％、Ti:0.001～0.5％、LiBaF3：5～15％、BaF2：2～5％、稀土氧化物：0.001～0.35％、LiFeO2：1～2％、Zr：0.1～2％、P≤0.03％、S≤0.01％和0.5～1％的稀土金属，其中，所述稀土金属为Ce和La的混合物。本发明的一种奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝，可以实现在焊接时的自保护，并且，本发明的粉芯焊丝通过各成分的协同作用，在增材材料凝固时细化晶粒，从而获得韧性和塑性较高的熔覆金属。

Description

一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种增材制造用粉芯焊丝，尤其涉及一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝。
背景技术
相比于传统的成型制造方法，增材制造技术加工奥氏体不锈钢部件具有更好的可行性和经济性。与传统的减法制造技术不同，增材制造技术可以根据电子图纸模型将熔化的填充材料通过层层沉积的方式完成部件的成型。因此，奥氏体不锈钢电弧增材制造有着良好的应用前景。送丝增材制造技术与送粉增材制造技术相比，其材料利用率可以达到100％，增材效率率远大于送粉增材制造技术，且其制造环境相对于送粉增材制造技术更加环保。因此，送丝增材制造技术具有良好的应用前景。按照能源可以将送丝增材制造技术划分为三类：激光、电子束以及电弧焊增材制造技术。相比于其他两种增材制造技术，电弧焊增材制造技术具有高成型效率和低成本等优点。增材制造是热量不断积累的过程，焊缝金属在这个过程中作为熔覆金属和凝固填充材。采用电弧焊增材制造方法获得的不锈钢熔覆金属工件与采用激光和电子束等增材制造方法相比，制造过程中热输入更大，导致相同成分的熔覆金属晶粒更加粗大，其所制造的部件韧性和塑性差。细化焊缝金属的凝固晶粒是提高焊缝金属塑性和韧性的有效方法，因此，通过有效的成分设计来获得一种更为细化的晶粒是一种最为经济有效的电弧焊增材制造途径。
作为不锈钢晶粒细化的方法，有通过优化铸后热轧和冷却方式的方法，这两种方法都利用了对组织结晶的控制，即在钢水凝固后的再加热-热轧或退火冷却过程中通过转变来控制组织结晶。但是它们都是在金属凝固后对金属组织的再控制，无法实现金属组织在凝固过程中细化晶粒。自保护电弧焊接方法一直在工业领域有广泛应用，相对于采用气体保护弧焊方法具有更高灵活性，能够降低制造准备时间和项目成本，特别是在野外或是在一些特殊环境下进行增材熔覆修复，难以获得稳定气体供应时，自保护焊更具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝，该焊丝可以在不需要外加保护气体的条件下，在熔覆金属凝固过程中使其晶粒得以细化，从而使增材制造工件具有良好的韧性和塑性。
本发明的技术方案如下：
一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.001～0.1％、Si:0.01～1.0％、Mn:2.0～6.0％、Cr:17.0～27.0％、Ni:1.0～10.0％、Mo:0.1～3.0％、Al:2～3％、Mg:1～2％、Ti:0.001～0.5％、LiBaF3：5～15％、BaF2：2～5％、稀土氧化物：0.001～0.35％、LiFeO2：1～2％、Zr：0.1～2％、P≤0.03％、S≤0.01％和0.5～1％的稀土金属，其中，所述稀土金属为Ce和La的混合物。
本发明中，在粉芯中加入了LiFeO2，LiFeO2在焊接高温下，气化出金属锂蒸气，锂蒸气与空气氛围中的氧结合，从而减少了熔池中氧的含量，从而对熔覆金属起到了临时的气氛保护作用，这种无氧微环境的存在，可以减少熔覆金属中金属的氧化，从而减少了熔覆金属中氧化物的夹杂，使得熔覆金属具有更好的韧性和塑性等力学性能。在本发明的焊丝粉芯中还加入了LiBaF3和BaF2，它们在焊接的高温下气化，在弧焊的熔覆金属周围形成LiBaF3和BaF2的气体氛围，如同保护罩一样罩在熔覆金属周围，对熔池中高温的金属及熔覆金属起到了保护作用，其作用相当于进行气体保护焊中的保护性气体，因此，本发明的粉芯焊丝可以起到自保护作用，可以用于野外或是在一些特殊环境下不便使用保护气体的环境。
优选地，所述稀土氧化物为Ce2O3、La2O3、Nd2O3、Pr6O11中的一种或几种。
本发明的有益效果为：
本发明的一种奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝，可以实现在焊接时的自保护，并且，本发明的粉芯焊丝通过各成分的协同作用，在增材材料凝固时细化晶粒，从而获得韧性和塑性较高的熔覆金属。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做详细说明。在以下说明中，没有特别说明各物质的含量均指相对于焊丝总质量的百分含量。
本发明提供了一种奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝，当采用自保护方式获得熔覆金属时必须要除去熔池中的氧和氮。传统的自保护焊丝采用铝在熔池中形成氮化铝和氧化铝，将氮和氧以化合物形成结合并且浮出熔池，以减低氧和氮对熔池的不良影响。
铝作为一种脱氧元素，在Mg和Ti存在的情况下，能形成MgO.Al2O3复合相，并促进TiN核的形成，该核有助于细化焊缝金属组织的晶粒；同时铝和氧结合、钛和氮的结合减少了熔覆组织中的氮和氧。但是，当铝的加入量较大时，会形成大量的Al氧化物，使焊缝金属力学性能变差；并且，使用铝脱氧和氮这种方法中仍会有大量的铝残留在熔池中，铝是一种强铁素体形成元素，铝的存在会降低奥氏体形成，因此需要对于奥氏体不锈钢既要脱氧和脱氮，同时要避免过量铝残留在熔覆金属中降低奥氏体含量而带来的不良影响，因此本发明中铝的含量控制在Al:2～3％。
在本发明的奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝中，在粉芯中加入了LiFeO2，它在焊接时的高温下，气化出金属锂蒸气，锂在蒸发过程中与空气氛围中的氧和氮结合，减少了熔池中氧和氮的含量，从而对熔覆金属起到了临时的气氛保护作用，这种无氧微环境的存在，可以减少熔覆金属中金属的氧化，从而减少了熔覆金属中氧化物的夹杂，使得熔覆金属具有更好的韧性和塑性等良好的力学性能。但是，过量的LiFeO2会和铝发生放热反应，使得铝含量不可控，导致熔池中出现过量铝，带来熔覆金属组织性能恶化，含量应控制在LiFeO2：1～2％。
在本发明中，焊丝粉芯中加入了LiBaF3和BaF2，它们在焊接的高温下气化，在弧焊的熔覆金属周围形成LiBaF3和BaF2的气体氛围，如同保护罩一样罩在熔覆金属周围，对熔池中高温的金属及熔覆金属起到了保护作用，相当于进行气体保护焊中的保护气体，因此，本发明的粉芯焊丝可以起到自保护作用，可以用于野外或是在一些特殊环境下不便使用气体保护的环境。LiBaF3和BaF2还能改善熔渣的熔点和粘度，从而有效保护熔池，有利于形成较深的熔池，并且避免气孔和夹渣的形成。在本发明中，焊丝粉芯中加入了稀土氧化物，稀土氧化物Ce2O3、La2O3、Nd2O3及Pr6O11能够改善熔池金属的粘度、改善其流动性，对于调整熔覆增材焊道的表面形貌具有重要作用，同时可以部分替代铝和镁起到有效的脱氧作用。同时氧化铈还具有稳定电弧、降低飞溅的效果，稀土氧化物的含量应控制在0.001～0.35％。
稀土元素Ce和La：能够提高电弧稳定性，稀土金属的含量不低于0.5％，但是当含量超过1％，会恶化电弧性能，添加方式可以为稀土合金粉末。
本发明的一种奥氏体不锈钢自保护电弧增材制造用粉芯焊丝，既可以实现在焊接时的自保护，并且，本发明的粉芯焊丝通过各成分的协同作用，在增材材料凝固时细化晶粒，从而获得塑性和韧性较高的熔覆金属。各成分的作用，详述如下。
Mg：Mg在焊接过程中形成Mg基夹杂物，促进形成TiN核，该核有助于细化焊缝金属组织的晶粒，从而细化焊缝金属组织。当镁加入量大时，会引起耐蚀性下降，熔覆过程产生大量飞溅，影响熔覆焊道成型。因此，本发明中Mg含量为1～2％。
Ti：Ti可以成为焊缝金属组织，并且Ti与氮形成TiN，TiN与铁素体相具有极好的晶格匹配性，从而形成了铁素体相的凝固核。加入镁后，效果进一步提高，促进了凝固时铁素体晶粒的细化。TiN在晶格匹配方面与奥氏体相不太匹配，因此在凝固过程中不会形成大量的奥氏体。此外，液相和奥氏体相之间的界面能大于液相与铁素体相之间的界面能，因此难以形成大量细化奥氏体相。同时奥氏体相独立生长，不能够对晶粒进行有效细化。因此，在熔覆金属凝固过程中，以TiN和镁基夹杂物为核，促进铁素体相晶粒的细化，从而细化凝固时的铁素体晶粒，通过调整熔覆金属成分，使得凝固发生的初生晶相为铁素体相，而且，整个凝固过程都是铁素体相态下完成。根据以上所述，在本发明中，使焊缝金属的初生晶相变为铁素体相，使其在单一铁素体相中完成，并使TiN在初生晶铁素体凝固前得到可靠的成形。因此，Ti的含量不应低于0.001％，然而，当加入0.5％以上时，则会使材料的硬度和韧性下降。
Zr：具有同氮的良好亲和力，能够有效去除侵入熔池中的过量的氮，提高熔覆组织的冲击韧性，含量不低于0.1％，但是当含量超过2％，会使得熔覆组织表面的渣难以清除，同时恶化冲击性能。添加方式可以铁锆合金粉末。
C：C对耐蚀性有害，但一定程度上又可提高焊缝强度，加入量应大于0.001％，但是，当含量超过0.1％时，焊缝金属的韧性和硬度显著下降，因此，其含量应限制在0.001％-0.1％之间。
Si：Si是作为一种脱氧元素加入的，如果小于0.01％，效果不好，当含量超过1.0％时，铁素体相韧性大大下降因此，含量限制在0.01％-1.0％。
Mn：Mn是一种奥氏体形成元素，在制备Ni含量为1.0％-10％的不锈钢时，选择2.0％或更高的含量的Mn有助于平衡奥氏体和铁素体相，但如果添加量超过6.0％，则在熔覆时会产生大量的烟尘，因此其含量应限制在2.0％-6.0％之间。
Cr：Cr是一种铁素体形成元素，它有助于提高不锈钢的耐蚀性，但当其含量小于17％时，就无法获得足够的耐蚀性，但含量超过27％，韧性恶化，因此其含量应限制在17％-27％之间。
Ni：Ni是一种奥氏体形成元素，它是不锈钢的主要元素之一，但在本发明中，必须在单一铁素体相中完成焊缝凝固，因此，从凝固方式和相平衡的角度来看，当添加铁素体形成元素Cr的含量在17％-27％时，材料成本较高，此时应限制Ni含量低于10％，但当其含量小于1.0％时，韧性明显下降，因此含量应在1.0％-1.0％之间。
Mo：Mo是一种提高耐腐蚀性能的元素，特别是在氯化物环境中，为了提高焊缝的耐蚀性，其添加量应大于0.1％，但当其含量大于3.0％时，会形成一种σ相脆性化合物，使焊缝金属的韧性下降，因此，其含量限制在0.1％-3.0％之间。
P和S是焊接金属中不可避免的有害成分，应被限制在较低的含量，原因如下：
P如果大量存在，在凝固时会导致焊缝的高温抗裂性和韧性下降，因此最好处于较低的含量，不应超过0.03％。
S如果大量存在，也会导致高温抗裂性、耐腐蚀性下降，所以最好是低量的，不应超过0.01％。
在本发明中，除了在上述内容范围中添加用于控制焊缝金属中成分组成的合金以外，不需要特别限定药芯粉的含量。
实施例1
1、焊丝的制作
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.001％、Si:0.01％、Mn:6.0％、Cr:27.0％、Ni:1.0％、Mo:3.0％、Al:2％、Mg:2％、Ti:0.5％、LiBaF3：5％、BaF2：2％、稀土氧化物Ce2O3：0.001％、LiFeO2：1％、Zr：0.1％、P：0.03％、S：0.01％、0.25％的Ce和0.25％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
以奥氏体不锈钢带作为焊丝的外皮，以上述粉芯的各组分混合均匀后注入横向弯制成U型的钢带凹槽内，卷制成丝并经拉拔减径到Ф1.2mm即得到奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝。外皮可以根据选用各种不锈钢，只要外皮和粉芯的各元素含量满足上述各成分的要求即可。
2、焊接性能试验
采用20mm厚不锈钢厚板，开坡口60°，做0.5mm的V型反变形，然后用上述粉芯焊丝进行对接焊接，制备焊接接头。焊接条件：焊接电流250A，电弧电压28V，DC(-)，焊接速度25cm/min。
1)纵向正弯试验和背弯试验
接照GB/T17853-1999进行了焊接接头纵向正弯试验和背弯试验.结果见表1。从焊缝接头中取试件(10×30×250mm)，在消除过量余高的同时，将焊缝区从表面或背向弯曲到辊弯处(弯曲半径：r＝20mm)，得到了评定弯曲度的结果。将无裂纹样本评定为“好”，有裂纹样本为“差”。
2)冲击试验
在焊缝接头中取冲击样，在焊缝垂直方向取2mm的V型缺口，做0℃冲击试验，按GB/T17493-2008标准进行冲击试样取样测试，测得冲击吸收功，结果见表1。
实施例2
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.1％、Si:0.05％、Mn:2.0％、Cr:17.0％、Ni:5.0％、Mo:1.0％、Al:3％、Mg:1％、Ti:0.001％、LiBaF3：10％、BaF2：5％、稀土氧化物Ce2O3：0.35％、LiFeO2：2％、Zr：2％、P：0.02％、S:0.01％、0.01％的Ce和0.5％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例3
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.05、Si:1.0％、Mn:3.0％、Cr:20.0％、Ni:10.0％、Mo:0.1％、Al:2.5％、Mg:1.5％、Ti:0.05％、LiBaF3：15％、BaF2：3％、稀土氧化物La2O3：0.001％、LiFeO2：1％、Zr：0.5％、P：0.03％、S：0.01％、0.6％的Ce和0.01％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例4
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.08、Si:0.6％、Mn:2.0％、Cr:25.0％、Ni:9.0％、Mo:0.9％、Al:2.5％、Mg:1.5％、Ti:0.2％、LiBaF3：12％、BaF2：4％、Nd2O3：0.001％、LiFeO2：1.5％、Zr：0.3％、P：0.01％、S：0.01％、0.6％的Ce和0.01％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例5
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.06、Si:1.0％、Mn:3.5％、Cr:18.0％、Ni:9.0％、Mo:0.6％、Al:2.0％、Mg:1.8％、Ti:0.35％、LiBaF3：10％、BaF2：3％、Pr6O11：0.001％、LiFeO2：1％、Zr：0.8％、P：0.01％、S：0.01％、0.6％的Ce和0.01％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例6
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.1、Si:1.0％、Mn:3.0％、Cr:27.0％、Ni:7.0％、Mo:0.1％、Al:2.0％、Mg:2.0％、Ti:0.3％、LiBaF3：13％、BaF2：3％、Pr6O11：0.30％、Nd2O3：0.001％、LiFeO2：1％、Zr：1.5％、P：0.01％、S：0.01％、0.8％的Ce和0.01％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例7
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.1、Si:0.09％、Mn:5.0％、Cr:19.0％、Ni:7.0％、Mo:2.1％、Al:2.9％、Mg:1.5％、Ti:0.05％、LiBaF3：10％、BaF2：2％、Pr6O11：0.001％、Nd2O3：0.001％、Ce2O3：0.01％、LiFeO2：1％、Zr：0.5％、P：0.01％、S：0.01％、0.3％的Ce和0.7％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例8
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.05、Si:1.0％、Mn:5.0％、Cr:18.0％、Ni:1.0％、Mo:2.5％、Al:2.5％、Mg:1.5％、Ti:0.3％、LiBaF3：9％、BaF2：3％、Ce2O3：0.001％、La2O3：0.30％、Nd2O3：0.001％、Pr6O11：0.001％、LiFeO2：1％、Zr：0.5％、P：0.01％、S：0.01％、0.9％的Ce和0.1％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例9
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.05、Si:0.5％、Mn:3.0％、Cr:17.0％、Ni:9.0％、Mo:0.1％、Al:2.5％、Mg:1.5％、Ti:0.35％、LiBaF3：10％、BaF2：3％、Ce2O3：0.01％、Pr6O11：0.01％、Nd2O3：0.01％、La2O3：0.01％、Ce2O3：0.05％、LiFeO2：1％、Zr：0.15％、P：0.01％、S：0.01％、0.5％的Ce和0.1％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
实施例10
本实施例中的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.1、Si:0.50％、Mn:2.0％、Cr:20.0％、Ni:5.0％、Mo:0.9％、Al:2.5％、Mg:1.5％、Ti:0.35％、LiBaF3：12％、BaF2：3％、Pr6O11：0.005％、Nd2O3：0.005％、La2O3：0.005％、Ce2O3：0.05％、LiFeO2：1％、Zr：0.5％、P：0.01％、S：0.01％、0.1％的Ce和0.8％的La。
其中，粉芯中的各元素中，碳使用石墨，硅使用硅铁，锰使用锰铁，铬使用金属铬粉，镍使用金属镍粉，钼使用金属钼粉，铝使用铝粉，镁使用金属镁粉，钛使用金属钛粉，锆使用锆铁，Ce和La使用La-Ce合金粉。
按照和实施例1相同的方法制作焊丝并进行焊接性能试验，测试结果见表1。
表1
由以上测试结果可以看出，本发明的奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，通过各成分的协同作用，在增材材料凝固时细化晶粒，从而获得韧性和塑性较好的熔覆金属。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，以上所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。另外以下仅为本发明的部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，包括不锈钢外皮和粉芯，其特征在于，所述外皮及粉芯中含有相对于焊丝总质量分数的以下各成分：
C:0.001～0.1％、Si:0.01～1.0％、Mn:2.0～6.0％、Cr:17.0～27.0％、Ni:1.0～10.0％、Mo:0.1～3.0％、Al:2～3％、Mg:1～2％、Ti:0.001～0.5％、LiBaF3：5～15％、BaF2：2～5％、稀土氧化物：0.001～0.35％、LiFeO2：1～2％、Zr：0.1～2％、P≤0.03％、S≤0.01％和0.5～1％的稀土金属，其中，所述稀土金属为Ce和La的混合物。
2.如权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝，其特征在于，所述稀土氧化物为Ce2O3、La2O3、Nd2O3、Pr6O11中的一种或几种。
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