[發明專利]用于高強度鋼的氣體保護電弧焊的填充焊劑的焊絲

有效

• 申請號: 02120044.0
• 申請日: 2002-05-21
• 公開（公告）號: CN1387975A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 金宗元;樸哲圭
• 申請（專利權）人: 基斯韋爾株式會社
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 劉國平

[發明的技術領域]

本發明是關于用于80kgf/mm²級高強度鋼的氣體保護電弧焊的填充焊劑焊絲的發明，具體地說是關于采用填充二氧化鈦系焊劑的方法，來改善操作性和低溫韌性的80kgf/mm²級高強度鋼的氣體保護電弧焊的填充焊劑焊絲的發明。

[背景技術]

此前用于高強度鋼板的填充焊劑焊絲幾乎都是60～70kgf/mm²級，特別是難以在保持高強度的同時保持良好的延伸率和低溫韌性。因此為了使高強度、延伸率、低溫韌性都滿足，使用包覆焊藥的焊條，或使用以填充堿性系焊劑焊絲為主。可是包覆焊藥的焊條和填充堿性系焊劑焊絲存在有其使用部位受到限制，以及操作性差等很多問題。

另一方面代替填充堿性系焊劑焊絲，添加的TiO₂與其他氧化物一起形成熔渣，有時會覆蓋焊道表面，結果會有一部分以非金屬夾雜物形式存在于焊接金屬內，或增加焊接金屬的氧含量，存在有使焊接金屬的韌性降低的問題。

[發明內容]

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種操作性好，具有80kgf/mm²級以上的高的抗拉強度，而且低溫沖擊韌性優良的、用于高強度鋼的氣體保護電弧焊的填充焊劑焊絲。

達到本發明的上述目的采用的方法是：氣體保護電弧焊的填充焊劑焊絲的焊劑組成的化學成分，相對于焊絲的總重，具有脫氧劑功能的金屬和鐵合金成分中的Si、Mg、Al三種成分之和為0.5～1.5％、含Mn?1.5～2.7％、Mn對(Mg+Al)的比值，即Mn/(Mg+Al)為3.5～5.0％，作為熔渣形成劑，含有TiO₂為2.5～9.0％和SiO₂為0.5～2.0％，添加從Cr、Ni、Mo和Nb中任選兩種以上成分的和為1.0～2.5％。

[發明的實施方式]

采用本發明可以提供操作性好、具有80kgf/mm²級以上的高的抗拉強度，而且在0℃具有27J以上的V型缺口夏比沖擊特性的填充焊劑焊絲。

為了具有這樣的特性，需要把焊接金屬的組織進一步細化，為此不僅僅是調整在內部填充焊劑的成分，而且也要適當調整組成的比例。

本發明不是使用堿性系焊劑，而是使用了二氧化鈦系焊劑，適當使用Ti或氧化物的TiO₂和Si和氧化物的SiO₂，為了防止非金屬夾雜物殘留在熔融金屬內，把與脫氧劑相關的金屬錳、金屬硅或它的鐵合金與含Mg、Al的合金或金屬一起使用。

此外還含有作為附加成分的合金材料，以保持良好的抗拉強度和韌性。

下面說明構成本發明必要因素的焊劑成分的各種功能和數值限定的原因。

首先說明必須滿足焊劑中Si、Mg、Al三種成分之和占焊絲總重0.5～1.5％的原因。

焊接過程中，要通過去除焊接金屬內的雜質和氧、氮、氫等氣體，獲得良好的焊接部位必須使用脫氧劑，現有具有這種功能的脫氧劑主要使用Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Ti等。

可是使用這樣的脫氧劑能達到一定程度脫氧的目的，但存在有不利于對焊接性能中電弧的穩定性和熔滴移動進行大的調整的問題。

本發明人發現含Mg、Al等的金屬粉末或合金材料的脫氧劑中Si、Mg、Al三種成分之和占焊絲總重0.5～1.5％的話，可以在保持脫氧功能的同時，使電弧穩定、熔滴移動微細。

可是上述Si、Mg、Al三種成分之和占焊絲總重不足0.5％的話，不僅不能滿足作為脫氧劑的功能，而且電弧變得不穩定，會出現在焊接金屬內產生氣孔缺陷的問題，熔滴移動中熔滴顆粒也變大，有崩爆的現象，此外熔渣的包覆性惡化，形成焊接的焊道外觀不良，因此Si、Mg、Al三種成分之和必須占焊絲總重0.5～1.5％。

Mn能起到促進焊接金屬脫氧作用的同時，還具有提高焊接金屬韌性和強度的作用。

Mn含量占焊絲總重在1.5％以下的話，不能充分確保期望的強度和韌性，超過2.7％的話，不僅會導致強度過高、韌性降低的結果，而且在操作中也會產生增加焊接煙塵量的問題。

因此希望Mn含量占焊絲總重的1.5～2.7％。

另一方面Mn除了金屬Mn以外，還可以以Fe-Mn、Fe-Si-Mn等的Mn合金的形式加入，此時要換算成Mn含量。

Mg和Al能調節仰焊中焊接金屬的凝固速度，起到使焊道性質均勻的作用。