[發(fā)明專利]適合超低熱輸入自動(dòng)焊接的CO

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810852613.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN110773903A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/12;B23K35/40
• 代理公司: 31228 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種適合超低熱輸入自動(dòng)焊接的CO₂氣體保護(hù)焊絲，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：C：0.05～0.1％；Si：0.8～1.4％；Mn：0.3～0.8％；Ti：0.06～0.2％；稀土硅鐵合金：0.4～0.8％；B：0.008～0.015％；Ni：0.3～0.8％；Mo：0.05～0.15％；余量為Fe以及其他不可避免的雜質(zhì)元素。此外，本發(fā)明還公開了一種上述的CO₂氣體保護(hù)焊絲的制造方法，其包括步驟：將原料進(jìn)行真空電爐冶煉，將凝固后的鋼錠進(jìn)行軋制、拉拔、和層繞，以得到所述CO₂氣體保護(hù)焊絲。該CO₂氣體保護(hù)焊絲利用化學(xué)元素聯(lián)合作用的組織均勻化機(jī)制，保證焊接形成的焊縫金屬韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊絲及其制造方法，尤其涉及一種氣體保護(hù)焊絲及其制造方法。

背景技術(shù)

熔化極氣體保護(hù)自動(dòng)焊接具有焊接效率高、焊接質(zhì)量好、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，是各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中普遍應(yīng)用的焊接方法。在進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊接時(shí)，可以采用惰性氣體(例如Ar和He)、活性氣體(例如CO₂)或混合氣體(Ar+O₂、Ar+CO₂或多元混合氣體)。其中，CO₂氣體保護(hù)焊具有焊接速度快、熔透深度大、成本低的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)界的應(yīng)用尤為廣泛。

一般的實(shí)芯焊絲熔化極氣體保護(hù)自動(dòng)焊接熱輸入范圍為0.5～1.5kJ/mm，而0.25kJ/mm的超低熱輸入屬于極端苛刻的焊接工藝條件，在該條件下進(jìn)行焊接必將造成焊縫金屬加速冷卻以及嚴(yán)重的非平衡固態(tài)相變，從而對(duì)焊縫金屬組織產(chǎn)生不利影響，并造成其綜合性能指標(biāo)特別是韌性的下降，焊縫金屬組織與性能的惡化同時(shí)將導(dǎo)致近鄰的熔合區(qū)性能下降。

然而，現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊絲都是基于常用的熔化極氣體保護(hù)焊接工藝，無(wú)論采用富氬混合氣體保護(hù)還是CO₂氣體保護(hù)，焊接熱輸入一般不低于0.5kJ/mm，焊縫金屬焊后冷卻速度適中，在現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊絲的化學(xué)成分體系范圍內(nèi)不會(huì)造成焊縫金屬組織異常并導(dǎo)致嚴(yán)重脆化，但一旦將其應(yīng)用在不超過(guò)0.25kJ/mm的超低熱輸入氣體保護(hù)自動(dòng)焊接時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)焊縫金屬嚴(yán)重脆化，并且沖擊功和CTOD斷裂韌性劇烈下降。

圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)中的采用超低熱輸入自動(dòng)焊接的焊縫金屬的微觀組織。

如圖1所示，針對(duì)API 5LX70M管線鋼管，采用低合金鋼常用AWS A 5.18ER70S-G氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲進(jìn)行0.25kJ/mm超低熱輸入自動(dòng)焊接(保護(hù)氣體為80％Ar+20％CO₂)，由于焊后快速冷卻，焊縫金屬出現(xiàn)了不均勻分布的條狀馬氏體以及大量團(tuán)簇狀M-A組元，這導(dǎo)致其韌性嚴(yán)重下降，-10℃條件下沖擊功單值甚至低于35J，CTOD斷裂韌性值普遍低于0.1mm，個(gè)別低于0.05mm。

此外，80％Ar+20％CO₂混合氣體具有氬弧特征，盡管焊接工藝過(guò)程穩(wěn)定、飛濺小，但由于氬弧等離子體能量分布中心高、周圍低的特點(diǎn)，在超低熱輸入要求下的快速焊接時(shí)坡口邊緣熔合能力較差，未熔合缺陷出現(xiàn)的幾率較高，焊接工藝調(diào)整窗口很窄。

基于此，期望獲得一種氣體保護(hù)焊絲，其可以對(duì)高速焊接尤其是超低熱輸入自動(dòng)焊接具有良好的適應(yīng)性，通過(guò)對(duì)氣體保護(hù)焊絲的化學(xué)成分體系的優(yōu)化，提高焊縫金屬韌性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種適合超低熱輸入自動(dòng)焊接的CO₂氣體保護(hù)焊絲，該CO₂氣體保護(hù)焊絲利用化學(xué)元素聯(lián)合作用的組織均勻化機(jī)制，最大限度的減少或避免超低熱輸入焊接快速冷卻后形成團(tuán)簇狀聚集的M-A組元及其導(dǎo)致的焊縫金屬脆化，從而保證焊接形成的焊縫金屬韌性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種適合超低熱輸入自動(dòng)焊接的CO₂氣體保護(hù)焊絲，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：

C：0.05～0.1％；