[發明專利]一種用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲

有效

• 申請號: 201711361623.1
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107900555B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 黃治軍;徐進橋;方要治;牟文廣;王輝;繆凱;鄭紹鵬;何嘉
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;李欣榮

本發明公開了一種用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲，各化學成分及其所占質量百分比為：C 0.04～0.10％，Si≤0.15％，Mn 1.50～2.00％，P≤0.018％，S≤0.01％，Ni 0.20～0.50％，Mo+Cr 0.30～0.50％，Ti 0.02～0.10％，Nb≤0.03％，O≤80ppm，Als≤0.02％，其余為Fe。本發明采用Mn?Ni?Mo?Cr合金體系，并結合Ti、Nb微合金化等手段，匹配弱堿性燒結焊劑，可兼顧熔敷金屬的力學性能和高Nb鋼雙道埋弧焊接頭的強韌性，有效改善現有高Nb鋼雙道埋弧焊接頭強韌性不足等問題。

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接加工技術領域，具體涉及一種用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲。

背景技術

隨著鋼鐵軋制工藝的不斷改進，出于降低合金成本的考慮，含Nb較高的鋼得到不斷應用。在降低較貴重合金(如Ni、Mo、Cu)含量及添加0.04～0.10％Nb的情況下，可增加奧氏體再結晶溫度，提高軋制溫度，提高冷卻速度，軋制后通過回火，鋼中產生NbC等沉淀硬化，鋼材達到與傳統鋼等強和更高韌性。隨著焊接工藝的不斷發展，目前很多情況下可以采取熔透根部(鈍邊)而反面不清根的雙道埋弧焊工藝。在這種焊接條件下，熔透根部后，一方面，母材中較高的Nb元素熔入焊縫，使焊縫中Nb含量升高，將會影響焊縫的韌性；另一方面，由于母材中Ni、Mo、Cu等合金元素含量降低，母材熔入焊縫后，作為鑄態的焊縫金屬的強度也會受到影響。因此，采用傳統焊絲無法滿足焊縫強韌性要求。

針對高Nb鋼的焊接工藝，“高Nb成分X80級管線鋼焊接性分析.焊管，2008.5”通過高Nb+Cr、高Nb+Mo兩種成分鋼板的制管試驗，從夏比沖擊韌性、焊接接頭硬度、焊縫化學成分等方面對兩種成分鋼板的焊接性進行了全面的對比，但文獻中沒有介紹焊絲化學成分。CN201010599894.2公開了一種強度適中沖擊韌性優良埋弧焊絲，用于傳統TMCP工藝X80級管線鋼的焊接；該焊絲的化學成份(wt％)為：C≤0.10％；Mn 1.50～1.90％；Si≤0.35％；S≤0.010％；P≤0.015％；Mo 0.20～0.40％；Ti≤0.15％；Cu≤0.25％；添加微量的B，其余為Fe。配合SJ102焊劑在高速焊接條件下熔敷金屬具有優良的綜合性能，其抗拉強度可控制在625～825MPa，在-10℃的沖擊功大于80J，但該焊絲沒有涉及高Nb鋼的焊接。

對于傳統TMCP工藝630MPa級鋼，采用的埋弧焊絲主要為Mn-Mo系；從成分上看，Mn-Mo系焊絲若用于高Nb低合金含量的X80鋼焊接，焊縫強度和韌性將難以滿足要求。現有焊接材料很難兼顧焊接熔敷金屬力學性能和高Nb鋼雙道埋弧焊接頭強韌性要求，尤其是焊接熔敷金屬韌性與雙道對焊焊縫韌性會存在較大差別，因此有必要進一步探索和優化適用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲配方并提升焊縫性能。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術存在的不足，提供一種用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲，該焊絲可匹配弱堿性燒結焊劑，兼顧熔敷金屬力學性能和高Nb鋼雙道埋弧焊接頭強韌性，具有與基材匹配的強度及較高的焊縫韌性，適合推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于630MPa級高Nb鋼雙道埋弧焊的焊絲，各化學成分及其所占質量百分比為：C 0.04～0.10％，Si≤0.15％，Mn 1.50～2.00％，P≤0.018％，S≤0.01％，Ni 0.20～0.50％，Mo+Cr 0.30～0.50％，Ti 0.02～0.10％，Nb≤0.03％，O≤80ppm，Als≤0.02％，其余為Fe。