[發明專利]一種極地船舶鋼用高強高韌埋弧焊絲及其使用方法

在審

• 申請號: 201710086345.7
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106853561A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 董麗華;尹衍升;常雪婷;金永興
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/362
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本發明屬于焊接材料領域，具體涉及一種極地船舶鋼用高強高韌埋弧焊絲及其使用方法。

背景技術

用于極地船舶建造的低溫鋼，因為應用在低溫寒冷海域，海洋環境復雜多變，要經受超低溫、冰雪磨蝕、低溫風浪碰撞、強烈的海洋風暴及凍土碰撞等帶來的諸多挑戰，對船舶用低溫鋼的設計、選材和建造加工等提出了更高的要求。極地船舶用低溫鋼要求具有優良的極寒低溫綜合性能，其結構材料不僅具有高的強度、良好的塑性，而且還要求在-60℃、-80℃下具有優異的沖擊韌性，特別是在極地海域嚴寒至-60℃的超低溫環境下鋼板的斷裂韌性要求良好，焊接性能優異。極地船舶船體結構的安全性要求非常高，極地船舶鋼的強度高，對鋼板的低溫韌性要求非常高，進而要求采用的埋弧焊絲和焊劑匹配焊接的焊縫也要求具有高強、高韌的特性。

低溫鋼用焊接材料在國內的應用也越來越廣泛，焊材的用量與日俱增。在某些重要大型構件連接時，一般會采用埋弧焊，因為埋弧焊不但效率較高，而且焊接質量好。但目前真正是國內焊接廠商生產的高強度低溫鋼用埋弧焊材是很有限的，很多這類焊材都是靠國外進口。目前在重要的高技術船舶及海工裝備制造中所使用的埋弧焊絲基本上都是國外知名品牌，國產焊絲因低溫韌性，尤其是斷裂韌性值不穩定而被拒之門外。以往對適用于管線鋼、建筑用鋼、橋梁用鋼和壓力容器用鋼的埋弧焊絲研究較多，包括專利公開號為CN1701904A的新型微合金化結構鋼用H06C系列埋弧焊絲、專利公開號為CN101342645A的高等級管線鋼用高強度高韌性高速焊埋弧焊絲、專利公開號為CN1200317A的低合金高強度高韌性埋弧焊絲、專利公開號為CN1919524A的低合金超高強度鋼用高韌性埋弧焊絲和專利公開號為CN1343544A的壓力容器焊接用高強度高韌性埋弧焊絲等等，它們的合金系基本上屬于Si-Mn-Mo-Ti-B和Si-Mn-Ni-Mo系，由于焊絲中Ni含量較低，一般小于1.5％，雖然通過Ti-B微合金化，可通過細化晶粒在一定程度改善韌性，但焊縫金屬低溫沖擊韌性大多只能滿足-40℃的要求，對于海工裝備焊接所需要的斷裂韌性指標，都沒有確切的數據，難以在極地超低溫環境船舶上應用。

發明內容

本發明旨在解決上述現有技術的不足與問題，提供了一種極地船舶鋼用高強高韌埋弧焊絲，與極地船舶用40kg級超低溫鋼相匹配的高強高韌埋弧焊絲，該焊絲與堿性焊劑匹配時能夠獲得適應極地船舶極寒低溫鋼焊接接頭要求的焊縫，其抗拉強度大于510MPa，焊縫金屬-60℃沖擊功大于100J。

為達到上述目的，本發明提供了一種極地船舶鋼用高強高韌埋弧焊絲，該埋弧焊絲的化學成分按重量百分比計為：C 0.02～0.13％；Si 0.60～1.2％；Mn 0.40～1.00％；Cr 0.30～1.00％；Ni 0.40～1.00％；P＜0.010％；S＜0.005％；Ti 0.01～0.10％；Mo＜0.60％；Cu 0.10～0.80％；Al 0.01～0.06％；Nb 0.003～0.06％，V 0～0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選地，該埋弧焊絲的化學成分按重量百分比計為：：C 0.024％；Si 1.13％；Mn 1.00％；Cr 0.69％；Ni 0.40％；P 0.006％；S 0.0039％；Ti 0.013％；Mo 0.54％；Cu 0.12％；Al 0.013％；Nb 0.0058％，V 0.010％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選地，該埋弧焊絲的化學成分按重量百分比計為：：C 0.038％；Si 1.07％；Mn 0.96％；Cr 0.32％；Ni 0.42％；P 0.007％；S 0.0045％；Ti 0.021％；Mo 0.38％；Cu 0.34％；Al 0.024％；Nb 0.039％，V 0.016％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選地，該埋弧焊絲的化學成分按重量百分比計為：：C 0.043％；Si 0.88％；Mn 0.89％；Cr 0.55％；Ni 0.56％；P 0.007％；S 0.0037％；Ti 0.024％；Mo 0.05％；Cu 0.42％；Al 0.029％；Nb 0.012％，V 0.023％，其余為Fe和不可避免的雜質。