[發(fā)明專利]一種低溫韌性優(yōu)良的大線能量焊接用埋弧焊實(shí)芯焊絲

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210563255.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN103878500A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佳驥;付魁軍;劉芳芳;及玉梅;蔣健博;傅博;韓嚴(yán)法;高偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接材料領(lǐng)域，尤其涉及一種適合于大線能量焊接用的埋弧焊實(shí)芯焊絲。

背景技術(shù)

鋼板被廣泛用于諸如建筑、橋梁、壓力容器、儲(chǔ)罐、管線和船舶等基礎(chǔ)建設(shè)和大型建筑中。建造構(gòu)件的大型化和高層化發(fā)展趨勢(shì)要求鋼板的厚度增加，同時(shí)具有更高的綜合性能。焊接是大型建筑構(gòu)件中最長(zhǎng)的一個(gè)工序，不僅影響建造成本，而且直接決定了建造周期。由于埋弧焊具有焊接效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接、減輕焊工勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在這些鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中埋弧焊成為很重要的工藝之一。但是目前埋弧焊焊接線能量多數(shù)在30~40kJ/cm之間，所以為了進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率，提高焊接線能量是一個(gè)行之有效的手段。按照IACS（International?Association?Classification?of?Societies）的有關(guān)規(guī)定，焊接線能量在50kJ/cm以上為大線能量焊接。但隨著焊接線能量的增加，焊接區(qū)的冷卻速度下降，焊縫金屬組織容易粗化，焊縫接頭的韌性顯著下降。目前國內(nèi)應(yīng)用在大線能量焊接方面的焊絲多數(shù)需要從國外進(jìn)口，所以開發(fā)適合于大線能量焊接、高強(qiáng)度、低溫韌性優(yōu)良的國產(chǎn)焊接材料是進(jìn)一步提高埋弧焊效率、降低成本、提高焊接接頭性能和替代進(jìn)口產(chǎn)品的重要途徑。

現(xiàn)在關(guān)于適合于大線能量焊接用的埋弧焊實(shí)芯焊絲的報(bào)道較少。

專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910046732.3公開了“一種高韌性埋弧焊絲”，其特征在于熔敷金屬屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度較高，具有優(yōu)異低溫韌性和耐大線能量，其化學(xué)成分如下：C：0.08~0.15%、Si：≤0.1%、Mn：1.90~2.20%、S：≤0.010%、P：≤0.020%、Ni：0.10~0.30%、Cu：≤0.35%、其余為Fe。該專利雖指出發(fā)明的埋弧焊絲具有耐大線能量的特征，但是實(shí)施例中僅給出35kJ/cm焊接線能量下熔敷金屬性能。

專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410097804.4公開了“一種大線能量埋弧焊用焊絲”，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)C：0.03~0.10%、N：0.0035%以下、Si：0.40%以下、Mn：1.00~2.50%、還含Ti在0.030%以上且滿足Ti/N：15~50，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)組成的焊絲。該專利雖然給出了Ti與N元素之間的配比關(guān)系，但是并未提及Ti與B元素的配比比例。因?yàn)樵诖缶€能量焊接條件下，焊絲中Ti與B元素的配比關(guān)系對(duì)焊縫金屬的韌性影響較大。

專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200510029245.8公開了“一種高性能埋弧焊絲及盤條及其制造方法”，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)C：0.06~0.13%、Si：0.1~0.5%、Mn：1.3~1.7%、Ti：0.010~0.15%、B：0.001~0.009%、Mo：0.30~0.60%、其余為Fe。其摘要中提到該發(fā)明焊絲適合于20~80kJ/cm大線能量焊接，成分設(shè)計(jì)中添加了Ti和B元素，但是也沒有提及Ti和B元素含量配比，同時(shí)在成分設(shè)計(jì)中添加了貴重金屬M(fèi)o，從而提高了盤條和焊絲的生產(chǎn)成本。

專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410097804.4公開了“大線能量埋弧焊焊接接頭、該接頭的制法及所用焊絲及焊劑”，其焊接接頭的焊縫金屬成分按質(zhì)量百分比表示C：0.03~0.10%、Si：≤?0.40%、Mn：1.00~2.50%、Ti：0.003~0.030%、N：0.0050以下。且焊縫金屬中按質(zhì)量百分比計(jì)還含有Nb：0.010~0.200%、Mo：0.10~0.50%、Ni：0.05~1.00%中選出的1種或2種以上。其特征在于埋弧焊焊絲可在150kJ/cm大線能量條件下焊接。但是該發(fā)明焊絲中僅提到了B和N元素的比例，也沒有提到Ti和B元素含量配比，同時(shí)在實(shí)施例中僅給出了0℃和-20℃的沖擊韌性。在實(shí)施例中，韌性優(yōu)良的焊絲中均含有Mo和Nb元素，增加了焊絲的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種焊接線能量在50kJ/cm以上大線能量焊接條件下，具有高熔敷效率、低溫韌性優(yōu)良的埋弧焊實(shí)芯焊絲。主要適用于屈服強(qiáng)度在450MPa級(jí)別的橋梁、船舶、建筑等大型焊接結(jié)構(gòu)件的制造。

本發(fā)明的技術(shù)方案為提出一種適合于大線能量焊接、高強(qiáng)度和優(yōu)良低溫韌性的埋弧焊實(shí)芯焊絲，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C：0.06~0.10%、Si：≤0.10%、Mn：1.20~2.0%、Ni：0.20~1.20%、Ti：0.03~0.10%、B：0.005~0.010%、S的含量不超過0.010%、P的含量不超過0.020%、余量為Fe和不可避免的對(duì)藥芯焊絲性能沒有影響的雜質(zhì)。同時(shí)控制Ti與B元素的比例在7.0~10.0之間。