本发明涉及不锈钢焊接领域，尤其涉及一种高强度不锈钢焊接材料。
背景技术：
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。随着科学技术的进步，不锈钢技术已广泛运用于各个技术领域中。不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。在不锈钢的大量应用中，通常需要对不锈钢进行焊接。而为了提高大型工程结构的焊接效率及安全可靠性，焊接效率高的单面埋弧焊、气电焊、电渣焊等大线能量焊接技术相继被采用，这给传统的低合金高强度钢带来了新的问题，即焊缝与焊接粗晶热影响区（haz）的强度和韧性变差，且易产生焊接冷裂纹等缺陷。因此，焊缝与haz韧性的改善成为不锈钢焊接研究和开发的热点和重点。
通过研究发现，现有技术的焊接材料存在如下问题：1）焊接材料中si的含量较高，因较高含量的si会促进m/a的形成，降低焊缝与焊接热影响区（haz）的韧性；2）焊接材料中含有较高的昂贵金属ni、cr、mo、cu等贵重合金元素中的一种或者一种以上，使产品的成本提高。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出了一种高强度不锈钢焊接材料，不仅具有较高的接头韧性，而且降低了生产成本。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强度不锈钢焊接材料，所述高强度不锈钢焊接材料化学成分包括以下重量百分比的元素：c为0.05-0.07%、si为0.4-0.6%、mn为0.3-0.5%、ni为9.0-9.2%、ti为0.2-0.4%、cr为16.0-17.0%、p为小于等于0.02%、n小于等于0.03%，其余为fe和不可避免的杂质。
优选地，所述焊接材料为焊丝。
优选地，所述焊丝的横截面直径为1.2-1.6毫米。
优选地，所述高强度不锈钢焊接材料适用于熔化极气体保护焊的焊接工艺。
优选地，所述高强度不锈钢焊接材料焊接时使用的保护气体为ar加2%o2或ar加5%co2保护气体。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用气体保护焊进行焊接，能提高焊缝金属的强度与韧性，使焊缝韧性好，抗拉强度高，适用于高强度不锈钢的焊接；且本发明具有化学成分简单、生产成本低、焊缝耐腐蚀和耐高温的特点。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明一实施例的一种高强度不锈钢焊接材料，所述高强度不锈钢焊接材料化学成分包括以下重量百分比的元素：c为0.05-0.07%、si为0.4-0.6%、mn为0.3-0.5%、ni为9.0-9.2%、ti为0.2-0.4%、cr为16.0-17.0%、p为小于等于0.02%、n小于等于0.03%，其余为fe和不可避免的杂质。
cr与fe形成连续固溶体，缩小奥氏体相区域。cr与c形成多中碳化物，与c的亲和力大于fe和mn。cr使珠光体中c的浓度及奥氏体中c的极限溶解度减小；减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性，但亦增加钢的回火脆性倾向。一定量的cr，能提高钢的强度和硬度，且能显著提高钢的脆性转变温度；能提高钢的耐磨性；促使钢表面形成钝化膜，显著提高钢的耐腐蚀性及抗氧化性。但是cr含量过低会导致马氏体转变温度升高，影响钢的性能。因此，为了保证材料的强度和耐腐蚀性，cr的重量百分比应控制在14%以上；但cr在提高钢的强度的同时会降低材料的塑性和韧性，若其含量过高，不仅增加成本，影响经济性，生产率下降，而且对焊接性不利，还会造成一些金属间相的形成倾向增大，因此，为了避免cr过高造成材料的塑性和韧性下降，cr的重量百分比应控制在17.5%以下。
c是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素，不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于c含量及其分布状态。以含铬13%的钢为例，碳含量小于0.08%时为铁素体钢，碳含量0.08%～0.15%时为半马氏钢，碳含量大于0.15%时为马氏体钢。所以一定量的c是必不可少的，但是c含量不能过多，过多的c会严重降低熔金属的任性，所以本发明的高强度不锈钢焊接材料的c含量控制在0.05-0.07%。
si一般作为还原剂和脱氧剂，能显著提高钢的弹性极限，曲阜点和抗拉强度；si能提高抗腐蚀性和抗氧化性，但是si含量过多会降低焊接性能，所有本发明将si的含量控制在0.4-0.6%。
mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，所以一般在焊接过程中起到脱氧和脱硫的作用，同时mn元素的添加能提高焊接的韧性、强度和硬度。但是过高的mn含量会降低钢的抗腐蚀能力、降低焊接性能，所以本发明的mn含量控制在0.3-0.5%。
ni能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。ni对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。所以一定量的ni能提高钢的塑韧性，但是过高会增加经济成本。
p：在一般情况下，p是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
少量的n能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性，所有本发明的n含量控制在小于等于0.03%。
优选地，所述焊接材料为焊丝，既是填充金属，同时焊丝也是导电电极。
优选地，所述焊丝的横截面直径为1.2-1.6毫米。焊丝过细，焊接时焊件尚未熔化而焊丝已熔化下滴，焊接不良；焊丝过粗，则焊件熔化而焊丝尚未熔化，势必增加焊件接头区加热时间，使金相组织改变，降低了焊接质量。而直径在1.2-1.6毫米的焊丝可满足大部分焊件的焊接需求。
优选地，所述高强度不锈钢焊接材料适用于熔化极气体保护焊的焊接工艺。优选地，所述高强度不锈钢焊接材料焊接时使用的保护气体为ar加2%o2或ar加5%co2保护气体。即为惰性气体保护焊（mig），其具有下列优点：操作方法容易掌握；可使各种母材完全熔化；在薄的金属上焊接时，可使用弱电流；电弧平稳，熔池小，便于控制，确保了熔敷金属最多、溅出物最少；更适合有缝隙和不吻合的地方；几乎所有的钢材都可用一根通用型的焊丝来焊接；)不同厚度的金属可用相同直径的焊丝来焊接；mig焊机可控制焊接的温度和焊接的时间；可使需要焊接的小区域的受热时间较短，因而减少了母材的疲劳和变形。
由上所述，本发明的一种高强度不锈钢焊接材料，采用气体保护焊进行焊接，能提高焊缝金属的强度与韧性，使焊缝韧性好，抗拉强度高，适用于高强度不锈钢的焊接；且本发明具有化学成分简单、生产成本低、焊缝耐腐蚀和耐高温的特点。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
1.一种高强度不锈钢焊接材料，其特征在于：所述高强度不锈钢焊接材料化学成分包括以下重量百分比的元素：c为0.05-0.07%、si为0.4-0.6%、mn为0.3-0.5%、ni为9.0-9.2%、ti为0.2-0.4%、cr为16.0-17.0%、p为小于等于0.02%、n小于等于0.03%，其余为fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的高强度不锈钢焊接材料，其特征在于：所述焊接材料为焊丝。
3.如权利要求2所述的高强度不锈钢焊接材料，其特征在于：所述焊丝的横截面直径为1.2-1.6毫米。
4.如权利要求2所述的高强度不锈钢焊接材料，其特征在于：所述高强度不锈钢焊接材料适用于熔化极气体保护焊的焊接工艺。
5.如权利要求4所述的高强度不锈钢焊接材料，其特征在于：所述高强度不锈钢焊接材料焊接时使用的保护气体为ar加2%o2或ar加5%co2保护气体。
技术总结