药芯焊丝、其生产方法及用途.pdf

本发明公开了一种药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外壳，所述外壳设有管腔，所述管腔容纳有药芯，其特征在于：所述制造外壳的不锈钢为钢号是400系列的不锈钢。本发明中的药芯焊丝，熔敷金属化学成分更均匀，其中的铬元素向熔敷金属过渡时，损失率小于0.1％，节约资源，节约焊接成本。本发明中的药芯焊丝，填充比只需要5％-25％，优选为10％-20％，既可以增加药芯中成分的稳定性；又可克服填充比过大带来的加工弊端。本发明中的药芯焊丝，即使长时间暴露于空气中也不会生锈。对存放条件要求低，延长了药芯焊丝的保存时间，降低生产成本。

权利要求书一种药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外壳，所述外壳设有管腔或圆形腔，所述管腔或圆形腔容纳有药芯，其特征在于：
所述制造外壳的不锈钢的成分中，按照重量百分含量包含10％～18％的Cr。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝拉伸成型时，所述外壳的不锈钢的拉伸率为20％，25％，或在20％‑30％之间。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述外壳的不锈钢的成分中不包含Ni，或按照重量百分含量包含的Ni小于等于5％。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述外壳的不锈钢为400系列不锈钢中的任一种。
根据权利要求4所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述制造外壳的不锈钢为409或410不锈钢。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯按照重量百分比含有：Cr 9％～68％；Mn 1％～10％；Si 2％～15％；Fe余量。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述的药芯焊丝焊接后的熔敷金属中按照重量百分含量包括：Cr 10％～20％；Mn 0.1％～0.8％；Si 0.1％～1％；Fe余量。
根据权利要求1‑8之一所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝用于焊接不锈钢工件，所述不锈钢工件的成分，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据权利要求9所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述的不锈钢工件的成分中不含Ni，或按照重量百分含量包括的Ni小于5％。
根据权利要求9所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述不锈钢工件使用的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝采用两次或多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
根据权利要求12所述的药芯焊丝的生产方法，其特征在于：
所述药芯焊丝拉伸成型时，不锈钢外壳的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
一种药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外壳，所述外壳设有管腔或圆形腔，所述管腔或圆形腔容纳有药芯，其特征在于：
所述药芯按照重量百分比含有：Cr 9％～68％；Mn 1％～10％；Si 2％～15％；Fe余量。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述外壳的不锈钢的成分中，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述外壳的不锈钢的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述的外壳的不锈钢的成分中不包含Ni，或按照重量百分含量包括Ni小于等于5％。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述制造外壳的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据权利要求14‑19之一所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝用于焊接不锈钢工件，所述不锈钢工件的成分，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据权利要求20所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述的不锈钢工件的成分中不含Ni，或按照重量百分含量包括的Ni小于5％。
根据权利要求20所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述不锈钢工件使用的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据权利要求14所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝采用两次或多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
根据权利要求24所述的药芯焊丝，其特征在于：
所述药芯焊丝拉伸成型时，所述外壳的不锈钢的拉伸率为20％，25％，或在20％‑30％之间。
一种生产方法，用于生产权利要求1‑25所定义的药芯焊丝，其特征在于：
选择按照权利要求1至25之一或它们的组合所述的钢带；
将药芯裹入钢带；将裹有药芯的钢带采用多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
一种使用药芯焊丝的方法，使用如权利要求1‑26所述的药芯焊丝，其特征在于：提供一种如权利要求1‑26所述的药芯焊丝；
使用所述药芯焊丝去焊接如权利要求1‑26所述的不锈钢工件。

说明书药芯焊丝、其生产方法及用途
技术领域
本发明涉及一种药芯焊丝，尤其涉及一种用于焊接不锈钢的药芯焊丝，特别是一种用于焊接400系列不锈钢的药芯焊丝，其生产方法及其用途。
背景技术
在工业制造领域，焊接是连接钢铁材料部件的一种基本手段。和手工电焊条以及实心焊丝相比，药芯焊丝具有工艺性能好和高效节能等优点。药芯焊丝广泛地用于焊接由各种钢材料制成的部件。药芯焊丝的焊接特性取决于外壳与药芯的成分。许多药芯焊丝制造商一直注重研发和改进药芯中成分与配方，以提高药芯焊丝的焊接特性。
但是，不同的钢材料有不同的材料特性，适用于焊接一种钢材料的药芯焊丝不一定适用于焊接另一种钢材料。而且，相对于焊条和实心焊丝，药芯焊丝制造工艺相对复杂。特别是，药芯焊丝药芯中各种成分的粉剂混合必须均匀，粉剂的致密度高；否则，将会影响药芯焊丝的质量。所以，相对于焊条和实心焊丝，药芯焊丝制造对制造设备要求高，制造成本也相对高。
发明内容
本发明的第一方面在于提供一种药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外壳，所述外壳设有管腔或圆形腔，所述管腔或圆形腔容纳有药芯，其特征在于，所述制造外壳的不锈钢的成分中，按照重量百分含量包含10％～18％的Cr。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝拉伸成型时，所述外壳的不锈钢的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
根据本发明第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述外壳的不锈钢的成分中不包含Ni，或按照重量百分含量包含的Ni小于等于5％。
根据本发明第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述外壳的不锈钢为400系列不锈钢中的任一种。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述制造外壳的不锈钢为409或410不锈钢。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝按照重量百分比含有：Cr9％～68％；Mn 1％～10％；Si 2％～15％；Fe余量。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述的药芯焊丝焊接后的熔敷金属中按照重量百分含量包括：Cr 10％～20％；Mn 0.1％～0.8％；Si 0.1％～1％；Fe余量。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝用于焊接不锈钢工件，所述不锈钢工件的成分，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据本发明第一方面的药芯焊丝，其特征在于所述的不锈钢工件的成分中不含Ni，或按照重量百分含量包括的Ni小于5％。
根据本发明第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述不锈钢工件使用的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据本发明第一方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝采用两次或多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
根据本发明的第一方面的药芯焊丝的特征在于，不锈钢外壳的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
本发明的第二方面在于提供一种药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外壳，所述外壳设有管腔或圆形腔，所述管腔或圆形腔容纳有药芯，其特征在于：所述药芯按照重量百分比含有：Cr9％～68％；Mn 1％～10％；Si 2％～15％；Fe余量。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述外壳的不锈钢的成分中，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述外壳的不锈钢的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述的外壳的不锈钢的成分中不包含Ni，或按照重量百分含量包括Ni小于等于5％。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述制造外壳的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝用于焊接不锈钢工件，所述不锈钢工件的成分，按照重量百分含量包括10％～18％的Cr。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述的不锈钢工件的成分中不含Ni，或按照重量百分含量包括的Ni小于5％。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述不锈钢工件使用的不锈钢为400系列不锈钢中的一种。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯重量为药芯焊丝重量的5％～25％(即填充比为5％～25％)，优选为10％‑20％。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝采用两次或多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
根据本发明的第二方面的药芯焊丝的特征在于，所述药芯焊丝拉伸成型时，所述外壳的不锈钢的拉伸率20％，25％，或在20％‑30％之间。
本发明的第三方面在于提供一种生产权利要求1‑25所定义的药芯焊丝的方法，该方法包括如下步骤：选择按照权利要求1至25之一或它们的组合所述的钢带；将药芯裹入钢带；将裹有药芯的钢带采用多次拉伸成型的方法拉制药芯焊丝。
本发明的第四方面在于提供一种使用如权利要求1‑26所述的药芯焊丝的方法，该方法包括如下步骤：提供一种如权利要求1‑26所述的药芯焊丝；使用所述药芯焊丝去焊接如权利要求1‑26所述的不锈钢工件。
附图说明
图1为本发明药芯焊丝的结构示意图。
图2为本发明中的药芯焊丝使用的不锈钢的钢带示意图。
图3为被加工成U型的不锈钢钢带示意图，该U型钢带在顶部具有开口。
图4为U形的不锈钢钢带槽口被合上后的结构示意图。
图5为取走药芯后的药芯焊丝的空腔的示意图。
图6为本发明中的药芯焊丝(抽出药芯的)横截面图。
具体实施方式
由于具有良好的耐腐蚀性能，不锈钢材料具有广泛的应用。能源、石油、化工、机械、建筑装修、食品机械、医疗器械等领域均大量使用不锈钢材料。根据成分的不同，不锈钢分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体‑铁素体不锈钢、及马氏体不锈钢。奥氏体不锈钢含铬大于18％，另外还含有8％以上的镍及少量钼、钛、氮等元素。铁素体不锈钢含铬12％～30％，不含有或仅含有微量的镍。马氏体不锈钢中也不含有或仅含有微量的镍。奥氏体‑铁素体不锈钢是由奥氏体和铁素体组成的不锈钢。不锈钢的另一种分类方法是按照数字命名，如200系列、300系列、400系列。每一系列均包括多种细分不锈钢。300系列主要是奥氏体不锈钢。400系列主要包括铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。
从不锈钢的品种结构来看，最近几年，不锈钢受镍价的影响及工业发展的要求，奥氏体不锈钢的产量有所下降，而铁素体不锈钢，铬锰系奥氏体不锈钢及双相不锈钢产量有较大的增加，预计这一趋势还会继续。导致这个现象的原因主要是全球镍资源的短缺，也是最近奥氏体不锈钢价格居高不下的主要原因，因此，无镍、低镍的铁素体不锈钢以其独特的优点，用量逐年提高，尤其在汽车领域，铁素体不锈钢使用的比例越来越大。
铁素体不锈钢主要有三大类：第一类，409、410、420型，Cr含量在10％‑14％；第二类，430型，Cr含量14％‑18％；第三类，430Ti、439型，Cr含量14％‑18％，含Ti、Nb等。此三类不锈钢因具有不同的性能，而具有不同的用途。第一类，由于含铬量最低，因此价格也最便宜，适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。其中，409型不锈钢主要使用在汽车排气系统中。而410型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车，也有用作液晶显示器的外框。第二类，即通常使用最广的430不锈钢，含较多的铬，具有较好的耐蚀性，通常在室内使用，典型的用途包括洗衣机滚筒，室内面板等，其多数性能与304不锈钢类似，在某些领域可替代304不锈钢制造如厨房设施，洗碗机，壶和锅等。这类型具有足够的耐蚀性。第三类，这类型较430型具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下，其性能甚至优于304不锈钢。典型用途包括水槽，热交换管(制糖业，能源等)，汽车排气系统(比409寿命长)和洗衣机的焊接部位。这类型甚至可替代304不锈钢用于性能要求更高的场合。以上不锈钢是按照ASTM标准中所规定的不锈钢，其具体成份可在ASTM标准中找到。
不锈钢产品中，焊接是常用的不同零部件之间的连接方式。在上述各种应用中，铁素体不锈钢工件之间的连接经常用焊接手段，特别是在汽车领域，压力容器，热交换器等等。焊接是连接金属最经济且效率最高的方法，比如汽车尾排系统用到的409型不锈钢工件，大量使用焊接工艺。
用于铁素体不锈钢的焊材主要有实芯焊丝与药芯焊丝。实芯焊丝因为电弧不稳，熔深大容易焊穿，焊接效率低等缺点，逐渐被药芯焊丝所替代，特别是欧美，日本等工业发达国家，铁素体不锈钢主要采用药芯焊丝进行焊接，传统上，焊接铁素体不锈钢的药芯焊丝采用碳钢作为外壳。
为了更好地理解本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细的描述：
图1为本发明一种药芯焊丝1的结构示意图。如图1所示，药芯焊丝1包括外壳16，外壳16为管状，内设有管腔17(见图5)，管腔17内容纳有药芯12，药芯12沿外壳16的轴向充满管腔17。在一个实施例中，药芯焊丝1的直径是1.4mm。根据使用需要，药芯焊丝1的直径可以是1.2mm或1.6mm。
图2是制造本发明用于焊接400系列(包括但不限于409，410，420，430，430Ti and 439)不锈钢芯焊丝的钢带11，在本发明中，钢带11可选择为400系列(包括但不限于409，410，420，430，430Ti and 439)不锈钢。
如图3所示，在制造过程中，为了将药芯裹入焊丝1中，钢带11首先被加工成U型，形成U型槽14。U型槽14具有开口13，这样药芯就能够通过开口13放入U型槽14中。
如图4所示，在制造过程中，钢带11的U型槽14被合上，端部搭接，裹成圆形钢带18，内部形成管腔17，药芯12被裹在圆形钢带18内。采用拉制机器拉伸裹成圆形钢带18多次。在制造过程中，圆形钢带18通常被拉伸2次，以使圆形钢带18形成为管状(或圆形)外壳16，从而将药芯12包裹在外壳16内。经过多次拉伸后，圆形钢带18被拉成如图1所示的管状(或圆形)药芯焊丝1。在拉伸过程中，为了避免被拉断，提高成品率，400系列不锈钢钢带11拉伸率为20％‑30％。这里所说的“拉伸率”是指，钢带经拉伸后增加的长度和其原长度的比值。因此，也就是说，在制造过程中，钢带11经拉伸所增加的长度与其原长度之比要控制在20％‑30％之间。
图5图示位于外壳16中部沿焊丝1的轴线延伸的管腔(或圆形腔)17(如果药芯被从焊丝1取走)。药芯12沿焊丝1的轴向在管腔(或圆形腔)17的轴向均匀分布。
图6是拉拔后的焊丝的横截面示意图，药芯12被钢带11制成的外壳16包裹在焊丝中部。其横截面为钢带11两边的搭接，具有接缝15。
焊接不同材料制成的工件时，外壳及药芯的成分均需满足一定的要求。如外壳材料需要满足拉伸性能要求，以达到制造容易的目的。对熔敷金属的各成分含量要求，需要控制外壳、药芯之一或两者中的成分含量实现。如要求熔敷金属需要达到防腐蚀的性能，则熔敷金属中必须含有13％以上的铬才能满足最基本的防腐蚀要求。
发明人经过研究发现，碳钢、300系列不锈钢均具有良好的拉伸性，例如，碳钢的拉伸率大于等于36％，300系列不锈钢拉伸率可达40％以上。而同样条件下测试，400系列不锈钢的拉伸率一般为20％‑30％，因此，按极限条件300系列不锈钢拉伸率至少是400系列不锈钢的拉伸率1.3倍以上，而碳钢的拉伸率也至少为400系列不锈钢的1.2倍以上。但事实上，在实际选用制造药芯焊丝外壳钢材时，人们倾向于选择具有更高拉伸率的钢材，比如，选择具有40％拉伸率的碳钢，或选择具有45％拉伸率的300系列钢，因此，在实际选用制造药芯焊丝外壳钢材时，所选碳钢和300系列不锈钢的拉伸率远比400系列不锈钢的拉伸率大。因此，根据本领域内的技术经验，拉伸率低导致400系列不锈钢不适于工业化生产药芯焊丝。400系列不锈钢的拉伸率是由所含组分、各组分含量、炼钢过程中的热处理工艺、其金相结构等多种因素共同决定。
400系列常用的不锈钢中各成分的百分含量如下表所示：

(该表中409钢中的Ti含量“6*C～0.75”是指，Ti含量的下限是C含量的6倍，Ti含量的上限是0.75％)
发明人经过研究还发现，400系列不锈钢中的铬含量为10％‑18％，300系列不锈钢的铬含量超过18％，高于400系列不锈钢中的铬百分含量。300系列不锈钢中含有8％以上的镍，400系列不锈钢中的镍含量少于5％或者不含镍。如果使用300系列不锈钢制造药芯焊丝，则外壳中的8％以上的镍必然会转移至熔敷金属中。在填充比为30％的情况下，熔敷金属中含有5.6％以上的镍从外壳中获取。如果熔敷金属中含有过多的镍，则其不适于用来焊接400系列不锈钢工件。因为400系列不锈钢中镍含量比较少或不含镍，熔敷金属中含镍过多将导致熔敷金属与400系列不锈钢工件的成分无法达到相同或相近。这样既会影响药芯的焊接性能，同时也会造成镍资源的浪费，因为400系列不锈钢中无需含有太多的镍成分。300系列不锈钢的铬含量超过18％，用其制造的药芯焊丝焊接形成的熔敷金属中的铬含量容易超出400系列不锈钢的铬含量最高值，造成铬浪费。
因为碳钢的拉伸率大于等于36％，具有良好的拉伸适应性，所以焊接400系列不锈钢的药芯焊丝，其外壳现都采用碳钢制造。根据统计显示，以碳钢为外壳的药芯焊丝至少以用了30年。发明人经过研究发现，碳钢的成分中含有少量的碳、硅和锰，但其不含铬。为了使碳钢为外壳的药芯焊丝焊接形成的熔敷金属达到防腐蚀的要求，必须在药芯中使用足够量的铬，以使熔敷金属能够含有13％以上的铬。由于碳钢中不含有铬，在熔敷金属中需要铬的百分含量达到一定的数值时，则只能通过控制药芯中铬的百分含量及填充比实现，填充比是指单位长度药芯焊丝中药芯重量所占该单位长度药芯焊丝总重量的百分比。所以，在熔敷金属中需要
铬的百分含量达到一定的数值时，如果填充比小，则药芯中的铬百分含量必须高；药芯中的铬的百分含量小，则填充比必需足够大。如需要熔敷金属中的铬含量达到13％以上，则在填充比为15％时，药芯中的铬至少达到86％；即使填充比达到30％，药芯中的铬含量也必须超过43％。如果药芯中的铬含量高，则其他成分的百分含量只能低。
碳钢外壳的药芯焊丝中，填充比需达到20％～30％，这样才能保证药芯中铬含量不会过高而导致其他成分达不到最低含量要求。在药芯焊丝直径确定的情况下，填充比越大，意味着药芯比例越大、外壳的厚度越小。碳钢外壳的药芯焊丝填充比达到20％以上时，导致外壳的厚度降低到0.25mm以下。在拉伸过程中，尤其是多次拉伸的生产工艺中，厚度越小，外壳被拉断的几率越大。即使仅需拉伸120％，0.25mm以下的外壳被拉断的机率非常大。标准化生产中，每根药芯焊丝的长度都是相同的。如果药芯焊丝被拉断，则需要通过焊接的方法重新连接。即使通过焊接重新连接好，在后续的拉拔过程中外壳还是很容易再次被拉断。因此，一旦外壳被拉断，不仅造成生产中断，降低产品合格率和生产效率，且会造成大量的浪费。
如果为防止拉断碳钢外壳而降低填充比，则只能增加药芯中的铬百分含量才能使熔敷金属中的铬含量达到要求。药芯中的铬含量增加后，则其他成分的百分含量只能降低，这会导致熔敷金属中的除铬以外的其他成分无法达到最低含量标准。因此，使用碳钢作为外壳，为了使熔敷金属中的铬元素达到百分含量要求，则要么使其他成分无法达到最低含量标准，要么降低碳钢外壳的厚度，因此，使用碳钢作为外壳存在无法克服的缺陷。
碳钢外壳的药芯焊丝的另一个缺点是容易生锈。虽然其使用后的熔敷金属可达到防腐蚀的目的，但碳钢的外壳并不具有防腐蚀性能。暴露在空气中，碳钢外壳两周左右就会生锈。生锈的药芯焊丝是很难正常使用的。碳钢外壳的药芯焊丝无法长时间存放，存放环境要求高，使用成本高，无疑成为其不容忽视的缺陷。
碳钢外壳的药芯焊丝第三个缺陷是，使用时，铬元素向熔敷金属过渡的损失率过大。其损失率达到0.5％。
本发明中的药芯焊丝，熔敷金属化学成分更均匀，其中的铬元素向熔敷金属过渡时，损失率小于0.1％，节约资源，节约焊接成本。本发明中的药芯焊丝，填充比只需要5％‑25％，优选为10％‑20％，既可以增加药芯中各成分的稳定性；又可克服填充比过大导致外壳厚度小而引起的加工弊端。本发明中的药芯焊丝，即使长时间暴露于空气中也不会生锈。对存放条件要求低，延长了药芯焊丝的保存时间，降低生产成本。
本发明中的一个实施例使用410不锈钢作为药芯焊丝的外壳，该410不锈钢的成份示于表1。
表1：410钢带中的各成分百分含量(重量百分含量)

本发明的一个实施例中的药芯焊丝的药芯配方如表2所示，该实施例中，外壳由410不锈钢制成。
表2：药芯焊丝中的药芯配方(重量百分含量)



表2所示的实施例焊接对应的不锈钢工件后的熔敷金属的成分重量百分比如表3所示。
表3：熔敷金属中各成分含量(重量百分含量)



本发明中所述各种钢号的不锈钢，是按照ASTM标准中所规定的不锈钢。
为了更好地说明本发明，我们将410不锈钢和碳钢两种钢带力学例值进行比较，如下：
表4：410不锈钢和碳钢两种钢带力学例值：
  硬度(HRB)  抗拉强度(Mpa)  屈服强度(Mpa)  拉伸(％) 410不锈钢  90  450  205  20  碳钢  66  357  262  42
力学数据表明，和410不锈钢相比，碳钢有较好的加工性能，所以更能适应药芯焊丝制造过程中的多次拉伸操作。因此，在传统工艺中，选用碳钢制造药芯焊丝的外壳的主要原因之一在于其较好的加工性能。
但是传统工艺中，在制造用于焊400不锈钢的药芯焊丝时，为了在焊缝处产生处合格的熔敷金属(熔敷金属达到防腐蚀)，使用碳钢作为药芯焊丝外壳，就要在焊丝外壳中填入很多药芯，增大了填充比，导致碳钢外壳必须很薄才行，抵消了碳钢外壳的较优越的加工性能的优点，使得药芯焊丝制造困难。因为当填充比增大，碳钢外壳的厚度减小到一定数值(如0.25mm)时，钢带太薄会在拉拔过程中很容易拉断。因此在制造用于焊接400系列不锈钢工件的药芯焊丝时，碳钢钢带在二次细伸工艺中经常性断线，给生产带来大量的损耗，生产效率低，制造成本高。当使用400系列钢作为药芯焊丝外壳，用与焊接400系列钢工件，由于填充较小，400钢外壳的厚度可达到0.3mm，所以合适多次拉拔，而不易拉断；经试验和观察，特别将拉伸率控制在20％‑30％，具体选择为20％或25％。
表5：409不锈钢中的各主要元素百分含量数据

(表5中Ti含量“6*C”是指，Ti的含量是C含量的6倍)
使用409不锈钢作为外壳制造药芯焊丝，表6为各实施例中的药芯焊丝中的药芯配方。
表6：使用409不锈钢为外壳制造的各药芯焊丝中的药芯配方(重量百分比)


表6所示的实施例焊接对应的不锈钢工件后的熔敷金属的成分重量百分比如表7所示。
表7：熔敷金属中各成分含量(重量百分含量)


发明人经过分析、研究和实验发现，由于400系列不锈钢含有合适含量的铬，使用400系列任一型号不锈钢作为外壳制造药芯焊丝，焊接400系列任一型号不锈钢制造的工件时，在采用多次(包括二次、三次或更多次)拉伸工艺制造，特别在外壳的拉伸率为20％‑30％的(具体选择20％或25％)条件下，使用上面表2和6中药芯配方的药芯焊丝均能达到以下效果：
1.熔敷金属中铬含量可以达到10％‑18％，其与被焊接的400系列不锈钢工件中的铬含量相近，可以达到相同的防腐蚀效果，且不会造成铬浪费。同样，熔敷金属中的不会含有过多的镍，甚至不含镍，因此不会造成镍浪费。
2.填充比可以控制在5％‑25％，优选为10％‑20％，外壳的厚度可以达到0.3mm以上，因此在采用多次拉伸(包括二次、三次或更多次)的制造过程中，其拉伸断线率低。
3.可以降低用于焊接400系列不锈钢工件的药芯焊丝材料的制造成本。由于300系列不锈钢不锈钢中铬含量、镍含量较高，因此其价格高于400系列不锈钢，导致使用300系列不锈钢生产的药芯焊丝成本高、价格高。而且400系列不锈钢是标准系列钢，在市场上能买到，不用定做，所以使用400系列不锈钢可以降低药芯焊丝原料成本。
4.使用400系列不锈钢制造的药芯焊丝，焊接400系列不锈钢工件时，熔敷金属与工件的成分及各成分百分含量差别小，既不会造成浪费，也有利于达到好的焊接效果。
5.本发明的400系列不锈钢带外壳中含有10‑18％的Cr元素，例如，在本发明的一个实施例中，本发明的410不锈钢外壳中含有11.5‑13.5％的Cr元素，在另一个实施例中，本发明的409不锈钢外壳中含有10.5‑11.75％的Cr元素，而碳钢钢带不含Cr元素。两种外壳(即碳钢外壳或不锈钢外壳)的药芯焊丝的熔敷金属都可达到10‑19％的Cr含量。由于焊接是一个剧烈的冶金反应，焊丝通过熔化将金属过渡到待焊工件上，在此过程中，熔融的液态金属会与气体介质接触，有一部分会烧损。试验表明用碳钢外壳的药芯焊丝，焊接时至少会损失0.5％的Cr(以药芯焊丝重量为准)；而本发明中使用不锈钢外壳的药芯焊丝，焊接时Cr的损失率小于0.1％(以药芯焊丝重量为准)。并且实际工况条件下，该差距在焊接保护气体因素的影响下会更大。同样，由于碳钢外壳中除铁外的各成分含量比较小，因此熔敷金属中的除铁外的各金属成分是通过添加在药芯中达到含量要求，这导致碳钢外壳制造的药芯焊丝中的各元素在焊接时的损失率均比较大。我国是一个Cr、Ni资源匮乏的国家，因此选用不锈钢钢带作为外壳可降低各元素的损失率，是一种科学的、节约的方式。
6.在本发明实施例中，由于使用400系列不锈钢制造药芯焊丝，熔敷金属化学成分更均匀。400系列不锈钢作为外壳的药芯焊丝，填充比在5％‑25％，优选为10％‑20％。填充比越大，意味着焊丝包裹的药粉越多，成分就越不稳定，导致熔敷金属的化学成分也就越不稳定。填充比越小，意味着焊丝包裹的药粉越少，成分就越稳定，熔敷金属的化学成分也就越稳定。
7.本发明中使用400系列不锈钢外壳的药芯焊丝防锈性良好。
用碳钢钢带生产的药芯焊丝，容易生锈。正常的碳钢钢带制造的焊丝暴露在空气中，两周左右就会生锈。生锈的焊丝是很难正常使用的，400系列不锈钢具有防腐蚀性能，可很好的解决库存生锈问题。极大的降低了药芯焊丝的保存条件，延长了药芯焊丝的保存时间。
8.本发明中使用400系列不锈钢外壳的药芯焊丝电阻小。
本发明中使用400系列不锈钢外壳的药芯焊丝电阻小，提高药芯焊丝焊接性能。
9.发明人注意到，作为钢件，400系列不锈钢正被更广泛地应用到工业中，并且这种趋势的发展潜力很大。因此，本发明的药芯焊丝有良好的使用价值和前景。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。