[發(fā)明專利]具有耐候性能的高強(qiáng)度高韌性埋弧自動(dòng)焊絲

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910061582.3
• 申請(qǐng)日: 2009-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101537549A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆凱;黃治軍;胡因洪;劉吉斌;王玉濤;牟文廣;曹修悌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K35/30
• 分類(lèi)號(hào): B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 段姣姣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬材料焊接用的埋弧自動(dòng)焊絲材料，尤其適用于焊接高強(qiáng)度高韌性且具有高耐候性能要求的鋼種的埋弧自動(dòng)焊焊絲。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸行業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。近年來(lái)，鐵道線路先后進(jìn)行了六次大面積提速，初步形成了“四縱兩橫”的提速網(wǎng)絡(luò)。為進(jìn)一步滿足鐵道部提速減重以及跨海大橋、海洋艦船、石油管線、工程機(jī)械等新鋼種重點(diǎn)工程焊接材料配套需求，將普遍采用高耐候性、高強(qiáng)度、高韌性的新一代焊接結(jié)構(gòu)用鋼。這些鋼中含有Cu、Cr、Ni、Ti、RE、Mn等微合金元素提高鋼種的耐大氣腐蝕性能，新一代耐候鋼種的強(qiáng)度級(jí)別為500-600MPa。對(duì)焊接接頭的性能提出了更高的要求，焊接接頭必須具有與基材相當(dāng)?shù)膹?qiáng)韌性及耐候性能。現(xiàn)有焊絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有耐候鋼埋弧焊絲，原鐵道部部標(biāo)TB/T2374-1999的技術(shù)要求WER44-8(III)埋弧焊絲強(qiáng)度級(jí)別為440MPa，遠(yuǎn)不能需足鐵路提速減重、跨海大橋、海洋船舶、石油管線、工程機(jī)械等高級(jí)別新鋼種重點(diǎn)工程焊接材料配套需求。隨著高級(jí)別新鋼種的強(qiáng)度、韌性和耐候性能的不斷提高，其焊縫韌性、耐候性與基材相比差距較大，高強(qiáng)度耐候系列焊接材料每年大量進(jìn)口，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)重點(diǎn)工程需求。中國(guó)專利00114334.4，其合金體系為Ni-Mo-Ti，雖然滿足了高抗拉強(qiáng)度級(jí)別600-700MPa的需要，但不足是只適合于制造壓力容器的低合金鋼板的焊接，尤其不具有耐候性，并且由于含有Mo，其目前價(jià)格很昂貴，使得生產(chǎn)成本較高。中國(guó)專利97104393.0，其合金體系為Ni-Ti-B，其適合于大線能量的焊接，對(duì)焊坡口有較強(qiáng)的適應(yīng)性，但其不足仍是不具有耐候性，不適用于我國(guó)鐵路提速減重、跨海大橋、工程機(jī)械、石油化工、海洋船舶等行業(yè)對(duì)耐大氣腐蝕性能而開(kāi)發(fā)的耐候系列鋼種所需要匹配的具有耐候性能的埋弧焊接材料需求，迫切需要開(kāi)發(fā)新一代高耐候性高強(qiáng)度高韌性埋弧自動(dòng)焊絲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種具有耐候性能，且高強(qiáng)度高韌性、用于500MPa及以上強(qiáng)度級(jí)別鋼種的焊接，當(dāng)與堿性燒結(jié)焊劑匹配，焊后焊縫抗拉強(qiáng)度達(dá)到560MPa以上，-40℃焊縫沖擊功達(dá)107J，-50℃焊縫沖擊功達(dá)87J，接頭具有強(qiáng)韌性匹配及抗腐蝕性能的耐候高強(qiáng)度高韌性埋弧自動(dòng)焊絲。

實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)內(nèi)容：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)措施：具有耐候性能的高強(qiáng)度高韌性埋弧自動(dòng)焊絲，其在于焊絲的化學(xué)成分及重量百分比：C：0.05～0.12，Si：0.001～0.10，Mn：1.50～2.1，S≤0.015、P≤0.020、Ni：0.20～0.60，Cr：0.20～0.50，Cu：0.25～0.50，Ti：0.05～0.16，B：0.002～0.010，Als：0.001～0.015，余量為Fe和其它不可避免的夾雜。

其在于Ni的重量百分比為0.25～0.45。

其在于Ni的重量百分比為0.30～0.40。

其在于Cr的重量百分比為0.25～0.45。

其在于Cr的重量百分比為0.30～0.40。

其在于Ti的重量百分比為0.08～0.14。

其在于Ti的重量百分比為0.10～0.13。

其在于B的重量百分比為0.004～0.009。

其在于B的重量百分比為0.006～0.007。

其在于Als的重量百分比為0.002～0.010。

本發(fā)明焊接采用堿性燒結(jié)焊劑作為匹配焊劑，采用埋弧自動(dòng)。

耐候鋼焊接接頭要求較高的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性及優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能。本焊絲在化學(xué)成分設(shè)計(jì)上充分考慮了這些要求，選用堿性燒結(jié)焊劑作為匹配焊劑。焊絲中C、Mn、Ni保證焊縫足夠的強(qiáng)度，提高焊縫的韌性；適量的Cu、Cr對(duì)焊縫有強(qiáng)化作用，增加焊縫的耐大氣腐蝕性能；微量Ti、B有利于抑制焊縫中奧氏體晶粒長(zhǎng)大，推遲奧氏體到鐵素體的轉(zhuǎn)變溫度，促使焊縫金屬晶內(nèi)針狀鐵素體的形成，細(xì)化二次晶粒。低S、P含量提高焊縫純凈度和性能，進(jìn)一步提高焊縫耐候性能。其具體作用：

本發(fā)明焊絲中C重量百分比控制在0.05-0.12，C元素含量對(duì)焊縫的強(qiáng)韌性及其組織組成有較大的影響。當(dāng)C含量較低時(shí)，焊縫強(qiáng)度較低，焊縫金屬中鐵素體比例較高。當(dāng)C含量較高時(shí)，焊縫韌性下降，焊縫中珠光體比例增加。因此，C含量過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響焊縫中針狀鐵素體含量。

本發(fā)明焊絲中Si重量百分比控制在0.001-0.10，焊接后基材中的Si部分過(guò)渡到焊縫，焊縫中含Si量控制在0.3％以下。