[發明專利]一種低溫韌性優異的耐候氣保焊絲

無效

• 申請號: 201310057555.5
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103111772A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 潘鑫;張宇;周鋮
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于焊接材料領域，特別是涉及一種適用于抗拉強度550MPa級以上耐候鋼的氣體保護焊絲。

背景技術

耐候鋼的使用大大降低了保護涂層的使用，從而使生產成本大大降低，工期縮短。目前，耐候鋼逐漸在橋梁、建筑等大型焊接結構中得到應用，而此類鋼板的大規模應用，需要有焊接用耐候氣體保護焊絲與之配套。

氣體保護焊由于其操作方便靈活，效率高等優點在結構焊接中得到廣泛運用。耐候氣體保護焊配套焊絲需要在滿足普通力學性能的條件下，其焊接接頭應具有與母材相當的耐候性；同時，為適應某些寒冷地區的服役條件，應保證焊縫及熱影響區具有較好的低溫沖擊韌性。目前能夠滿足-60℃及更低溫度下沖擊功的耐候鋼正在橋梁等領域得到應用，比如耐候橋梁鋼Q345/460qENH，使用該類耐候鋼可免除涂漆工藝，節約了成本。焊接接頭作為焊接構件中相對較薄弱的部位，理應使其具備比母材更優越的性能，以保證整體構件的安全性。

現有專利如中國專利CN100460135C，CN101049660A，CN101658984B，其熔敷金屬都具有較高的抗拉強度，且具有良好的塑性和低溫韌性，但都不具備耐候性能。

中國專利CN1127390C，CN1290661C，CN1301825C，CN102029481A，其焊縫性能好，且具有較好的耐候性，但焊絲成分中都含有0.03～0.3不等的Ti，部分還含有一定含量的B元素，Ti-B系雖對焊縫金屬的低溫韌性有益，但較高含量的Ti會造成煉鋼時鋼液黏稠，容易在連鑄過程中造成水口堵塞，難以實現多爐鋼水的連澆，而微量的B元素易造成連鑄坯表面裂紋，影響盤條質量，且增加材料的淬硬性，導致在正常生產工藝下得到的盤條強度過高，過高強度的盤條在拉拔過程中易斷絲，而退火工藝又會增加較大的生產成本。

另有中國專利CN101357425，其綜合性能優良，但低溫沖擊局限在-40℃，沒有更低溫下沖擊韌性的相關表述，不適合在某些嚴寒地區及對低溫韌性要求嚴格的環境下使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠滿足低溫韌性要求的耐候氣體保護焊絲，使用該種焊絲所得的熔敷金屬綜合性能良好，屈服強度≥450MPa，抗拉強度≥550MPa，尤其是具有優異的低溫韌性，焊縫金屬的韌脆轉變溫度在-80℃以下；而且，所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

低溫韌性優異的耐候氣體保護焊絲，其化學成分按重量百分比計為：C0.05～0.10，Si0.20～0.60，Mn1.20～1.60，P≤0.020，S≤0.015，Cr0.20～0.60，Ni1.8～3.5，Cu0.10～0.50，還包含Ti0～0.01，Zr0～0.01中的一種或兩種，余量為鐵及不可避免的雜質。

C元素是合金鋼中不可缺少的元素，能有效提高焊縫強度，但過高的C含量會惡化焊接性，增加冷裂傾向，所以C含量不宜過高，控制在0.05～0.10。

Mn能夠提高焊縫的強度及淬透性，有利于細化焊縫組織。優選Mn1.20～1.60。

Si有較強的固溶強化作用，能夠有效提高焊縫強度，并且與Mn起到聯合脫氧的作用。但Si的脫氧產物容易形成硅酸鹽類夾渣，低熔點的硅酸鹽容易導致結晶裂紋，還會增加熔渣與熔化金屬的粘度，造成嚴重的飛濺，所以Si含量不宜過高，控制Si含量0.20～0.60。

Cr-Ni-Cu成分體系在本發明中的應用，主要是為了滿足焊縫金屬的耐候性，與母材相匹配。而且Cr元素還可增加焊縫中針狀鐵素體的含量，提高焊縫的強度和低溫韌性，過高的Cr會提高脆性轉變溫度，控制其含量Cr0.20～0.60；隨著Ni元素含量的提高，晶界鐵素體比例降低，針狀鐵素體細化，對韌性有利，但當Ni含量在3.5％以上時，會產生馬氏體而影響韌性，所以控制其含量Ni1.8～3.5；Cu的固溶強化作用也能提高焊縫的強度，含量過高會增加焊縫的熱脆性，控制其含量Cu0.10～0.50。

Ti是強脫氧劑、脫氮劑，適量Ti的加入能在焊縫中形成細小難溶且彌散分布的化合物(TiO，TiN)質點，促進針狀鐵素體形核，細化焊縫組織，有效增加焊縫的強度及韌性，但過高的Ti含量會導致焊縫韌性惡化，而且Ti含量較高時會使鋼液黏稠，不利于煉鋼的連鑄過程，控制Ti含量0～0.01。