本发明涉及药芯焊丝领域，具体涉及增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝及其制备方法。
背景技术：
1、c4钢是一种高硅超低碳理想型耐硝酸不锈钢，具有优良的抗腐蚀性能，特别是在硝酸环境中的抗腐蚀性能尤为突出。然而，由于其特殊的化学成分和物理性质，c4钢的焊接过程往往存在诸多困难，如焊接强度不足问题。因此，开发一种专用的焊接材料，以增强c4钢焊接强度并提高焊接质量，具有重要的实用价值和应用前景。
技术实现思路
1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝及其制备方法：通过将c粉、mn粉、cr粉、ni粉、si粉、p粉、s粉、m0粉以及增强石墨烯包覆碳化硅充分搅拌，混合均匀后干燥，得到增强焊粉，通过成型机将304l不锈钢钢带轧制成u型槽，然后将增强焊粉填充至u型槽中，再通过成型机将u型槽碾压闭合，之后将其进行拉拔、收卷、包装，得到增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，解决了现有的c4钢的焊接过程往往存在焊接强度不足的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，包括不锈钢焊皮及其内部的增强焊粉；
4、所述不锈钢焊皮为厚度为0.3mm的304l不锈钢钢带，所述增强焊粉的质量为增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝质量的24.5％；
5、所述增强焊粉包括以下组分：
6、c粉、mn粉、cr粉、ni粉、si粉、p粉、s粉、m0粉以及增强石墨烯包覆碳化硅。
7、作为本发明进一步的方案：所述增强石墨烯包覆碳化硅由以下步骤制备得到：
8、步骤s1：将纳米碳化硅、无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在超声波功率为250-350w的条件下超声分散30-50min，之后在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应1-1.5h，反应结束将反应产物用krf准分子激光器并在能量密度为0.8j/cm2、激光频率为5hz的条件下辐照40-60min，之后离心，将沉淀物加入至混合酸中搅拌反应20-30min，之后离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥2-3h，得到石墨烯包覆碳化硅；
9、步骤s2：将石墨烯包覆碳化硅、浓硫酸以及浓硝酸加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应3-5min，之后升温至回流的条件下继续搅拌反应2-3h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70-75℃的条件下干燥2-3h，得到酸化石墨烯包覆碳化硅；
10、步骤s3：将酸化石墨烯包覆碳化硅、2-羟基乙胺、无水三氯化铁以及氯仿加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应15-20min，之后升温至回流的条件下继续搅拌反应5-6h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥2-3h，得到羟基化石墨烯包覆碳化硅；
11、步骤s4：将羟基化石墨烯包覆碳化硅、2，3，4-三羟基丁酸以及n，n-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为-5-0℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应15-20min，之后边搅拌边逐滴加入二环己基碳二亚胺溶液，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应4-5h，之后升温至25-30℃的条件下继续搅拌反应2-3h，反应结束后将反应产物离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为40-45℃的条件下干燥8-10h，得到增强石墨烯包覆碳化硅。
12、作为本发明进一步的方案：所述增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝包括以下重量份组分：
13、c粉0.023份、mn粉1.02份、cr粉14.92份、n i粉14.78份、si粉3.87份、p粉0.019份、s粉0.006份、m0粉0.09份以及增强石墨烯包覆碳化硅2-3份。
14、作为本发明进一步的方案：步骤s1中的所述纳米碳化硅、无水乙醇的用量比为0.1g：80-90ml，所述混合酸为氢氟酸和盐酸溶液按照体积比1：1的混合物，所述氢氟酸的质量分数为40％，所述盐酸溶液的质量分数为25％。
15、作为本发明进一步的方案：步骤s2中的所述石墨烯包覆碳化硅、浓硫酸以及浓硝酸的用量比为1g：30-40ml：6-10ml，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述浓硝酸的质量分数为68％。
16、作为本发明进一步的方案：步骤s3中的所述酸化石墨烯包覆碳化硅、2-羟基乙胺、无水三氯化铁以及氯仿的用量比为1g：3-5g：1.2-1.8g：80-100ml。
17、作为本发明进一步的方案：步骤s4中的所述羟基化石墨烯包覆碳化硅、2，3，4-三羟基丁酸、n，n-二甲基甲酰胺以及二环己基碳二亚胺溶液的用量比为0.5g：6.04g：25-30ml：8-10ml，所述二环己基碳二亚胺溶液为0.9-1g：8ml溶解于n，n-二甲基甲酰胺所形成的溶液。
18、作为本发明进一步的方案：增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：
19、步骤一：将c粉、mn粉、cr粉、n i粉、si粉、p粉、s粉、m0粉以及增强石墨烯包覆碳化硅充分搅拌，之后湿法球磨，之后放置于温度为180-200℃的烘干炉中干燥2-3h，得到增强焊粉；
20、步骤二：通过成型机将304l不锈钢钢带轧制成u型槽，然后将增强焊粉填充至u型槽中，再通过成型机将u型槽碾压闭合，之后将其进行拉拔，直至直径为1.4mm，之后收卷、包装，得到增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝。
21、本发明的有益效果：
22、本发明的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝及其制备方法，通过将c粉、mn粉、cr粉、ni粉、si粉、p粉、s粉、m0粉以及增强石墨烯包覆碳化硅充分搅拌，混合均匀后干燥，得到增强焊粉，通过成型机将304l不锈钢钢带轧制成u型槽，然后将增强焊粉填充至u型槽中，再通过成型机将u型槽碾压闭合，之后将其进行拉拔、收卷、包装，得到增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝；该制备方法使用的各原料复配合理，使得焊缝金属具有优异的机械性能，能够满足c4钢的焊接强度要求，药芯焊丝的均匀成分和精细晶粒结构有助于提高焊接质量的稳定性，同时，药芯焊丝制备方法简单、高效，适合大规模生产，制得的药芯焊丝的使用不需要复杂的焊接工艺，易于操作和掌握；
23、制备药芯焊丝的过程中首先制备了一种增强石墨烯包覆碳化硅，首先将纳米碳化硅进行辐照，通过一股能量较强的激光束轰击在纳米碳化硅颗粒表面，打破碳化硅中的化学键，si原子升华，c原子会与c原子两两结合形成石墨烯，随着辐照时间的延长，石墨烯不断堆积形成包覆结构，得到石墨烯包覆碳化硅，之后利用浓硫酸、浓硝酸将石墨烯包覆碳化硅处理，向其表面上引入大量的羧基，得到酸化石墨烯包覆碳化硅，之后酸化石墨烯包覆碳化硅与2-羟基乙胺反应，酸化石墨烯包覆碳化硅上的羧基和2-羟基乙胺上的氨基反应，引入大量的羟基，得到羟基化石墨烯包覆碳化硅，之后羟基化石墨烯包覆碳化硅与2，3，4-三羟基丁酸反应，羟基化石墨烯包覆碳化硅上的羟基与2，3，4-三羟基丁酸上的羧基反应，进一步的引入大量羟基，得到增强石墨烯包覆碳化硅；碳化硅材料具有高硬度和高抗蠕变性能的优异力学性能，石墨烯会与基体材料表面形成强界面结合，可以在裂纹扩展过程中，发生偏转提高断裂韧性，当裂纹偏转遇到弱界面结合时，断裂能会沿着石墨烯表面传递，导致石墨烯拔出，提高材料的断裂韧性，因此，包覆石墨烯就可以较好的增强碳化硅的力学性能，而增强石墨烯包覆碳化硅表面上引入的大量的羟基，可以与增强焊粉上的其他成分进行充分球磨，大量的羟基与其发生吸附作用，可以有效地降低球磨过程中的摩擦阻力，避免其团聚，促进球磨效果，从而使得增强焊粉中的各成分能够充分细化并相互混合均匀，使得增强焊粉具有良好的焊接力学性能。
1.增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，包括不锈钢焊皮及其内部的增强焊粉；
2.根据权利要求1所述的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，包括以下重量份组分：
3.根据权利要求1所述的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，步骤s1中的所述纳米碳化硅、无水乙醇的用量比为0.1g：80-90ml，所述混合酸为氢氟酸和盐酸溶液按照体积比1：1的混合物，所述氢氟酸的质量分数为40％，所述盐酸溶液的质量分数为25％。
4.根据权利要求1所述的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，步骤s2中的所述石墨烯包覆碳化硅、浓硫酸以及浓硝酸的用量比为1g：30-40ml：6-10ml，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述浓硝酸的质量分数为68％。
5.根据权利要求1所述的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，步骤s3中的所述酸化石墨烯包覆碳化硅、2-羟基乙胺、无水三氯化铁以及氯仿的用量比为1g：3-5g：1.2-1.8g：80-100ml。
6.根据权利要求1所述的增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝，其特征在于，步骤s4中的所述羟基化石墨烯包覆碳化硅、2，3，4-三羟基丁酸、n，n-二甲基甲酰胺以及二环己基碳二亚胺溶液的用量比为0.5g：6.04g：25-30ml：8-10ml，所述二环己基碳二亚胺溶液为0.9-1g：8ml溶解于n，n-二甲基甲酰胺所形成的溶液。
7.增强c4钢焊接强度的专用不锈钢药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
