[發明專利]一種高強鋼氣體保護電弧焊用實心焊絲

在審

• 申請號: 201710216082.7
• 申請日: 2017-04-02
• 公開（公告）號: CN107009047A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 陳濤;張飛虎;易敏;呂迺冰;佟倩;馬躍;孫齊松
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，特別涉及一種高強鋼氣體保護電弧焊用實心焊絲(以下簡稱實心氣保焊絲)。尤其提供了一種熔敷金屬抗拉強度Rm≥650MPa的實心氣保焊絲及其原料盤條，可用于工程機械、建筑、橋梁等領域相應高強鋼板的焊接。

背景技術

近年來，焊接材料的品種結構發生了較大變化，手工電焊條耗費量雖然也在增長，但占焊材消費總量的比例由10年前的近80％降至50％以下，而自動焊所需的各種類焊絲比例則相應增長至50％以上，尤其實心氣保焊絲，具有操作靈活、高效高能的優勢，逐步成為替代手工電焊條的主要焊接材料，現年表觀消費量基本穩定在150萬噸左右，而隨著我國勞動力成本持續上升、熟練焊工短缺以及焊接效率的提高等形勢趨勢，焊接自動化的進程明顯加快，預計今后幾年，我國焊接自動化水平仍將穩步提升，以焊絲為代表的半自動化、自動化焊接材料的比例將持續提高。

除了產品類型的改變，產品等級也在提升，隨著戰備性新型產業的發展，高端裝備制造業所需的高端鋼材逐年增量，例如海工、核電和煤電及水電工程、大型石化設備制造、橋梁工程等，大型工程機械也要配套發展。在這些領域中，鋼材多數經過焊接加工才得以實現其功能，焊縫質量是工程結構壽命的關鍵，必須具有與基材相當的性能，因而對焊接材料也不斷提出更高要求，這其中以高強度、高韌性為代表特征的高強焊絲，承擔了緩解工程承載噸位和自身重量相矛盾的任務，即是首先發展的方向，將成為焊接材料市場的熱點。

目前市場上高強類實心氣保焊絲，主要分為兩種類型，一是傳統的Ni-Mo合金體系，可保證焊縫良好的機械性能，占據主流，但其原料盤條成本和加工制作成本均較高；其二是Cr-Ti-V-B合金體系，以相對廉價的合金元素替代Ni、Mo，降低了生產成本，可實現同樣的強度，但不能穩定保證低溫性能，因此適用于某些特定行業和領域。

焊絲是決定焊縫成分、組織和性能的主要因素，而由于實心氣保焊絲的制作工藝和使用方法，原料盤條是決定焊絲品質的關鍵因素。傳統的高強焊絲用盤條由于受到成本中合金種類和數量的影響，在焊絲的加工制作過程中均需經過退火處理，焊絲的制作成本相應提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強鋼用實心氣保焊絲及其原料盤條。焊絲可用于650-700MPa級別高強鋼的焊接，熔敷金屬同時具有良好的韌塑性；原料盤條成分設計有利于拉拔性能的有效控制，可以實現焊絲的經濟制作。

一種高強鋼用實心氣保焊絲及其原料盤條，其化學成分按質量百分比為：C：0.06-0.15％，Si：0.60-1.00％，Mn：1.50-2.00％，P≤0.025％，S≤0.020％，Ni：0.10-0.60％，Cr：0.40-0.80％，Cu≤0.25％，V：0.02-0.10％，Ti：0.08-0.25％，B：0.002-0.008％，O≤0.0070％，N≤0.0070％，其余為鐵和不可避免的雜質。

所用原料盤條元素含量與焊絲要求相同。

優選的，所述的C含量為0.06-0.10wt％。

優選的，所述的Si含量為0.60-0.90wt％，Mn含量為1.50-1.80wt％。

優選的，所述的Cr含量為0.40-0.60wt％。

優選的，所述的Ni含量為0.20-0.40wt％。

優選的，所述的Cu含量為＜0.15wt％。

優選的，所述的Ti含量為0.08-0.17wt％。

優選的，所述的B含量為0.003-0.006wt％。

優選的，所述的V含量為0.02-0.06wt％。

本發明個元素選擇的原理：

C元素可有效提高焊縫強度，但碳含量過高時則焊接性不好，因此需控制適宜的范圍。本發明中C含量0.06-0.15wt％，其最佳范圍0.06-0.10wt％。

Si、Mn既是有效的脫氧元素，在鋼中還可以發揮固溶強化作用，Mn可以提高鋼的淬透性，都可提高焊縫強度；控制適宜的Si/Mn比值，也有利于焊縫熔敷金屬流動性的控制，改善焊縫成型。本發明中Si含量0.60-1.00wt％，Mn含量1.50-2.00wt％，最佳范圍分別是Si 0.60-0.90wt％和Mn 1.50-1.80wt％。

Cr能顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性，尤其與Ni復合使用時效果更顯著，還增加熔敷金屬中針狀鐵素體比例，有利于提高焊縫強度。本發明中Cr含量0.40-0.80wt％，其最佳范圍0.40-0.60wt％。