本發(fā)明涉及一種焊接材料，尤其涉及一種無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲。
背景技術(shù)：
：h10mn2是埋弧焊用的鍍銅焊絲，配合chf150、chf330、chf350焊劑進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊，焊縫金屬具有優(yōu)良的力學(xué)性能。用于碳鋼和低合金鋼，如16mn，14mnnb等結(jié)構(gòu)件的埋弧自動(dòng)焊。gb/t5293-1999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定h10mn2焊絲的化學(xué)成份(％)：c≤0.14，mn0.80～1.10，si0.60～0.90，s≤0.035，p≤0.035，cr≤0.20，ni≤0.30，cu≤0.20。焊后焊縫金屬化學(xué)成分(％)如表1所示：cmnsicrnicusp≤0.121.50-1.90≤0.07≤0.20≤0.30≤0.20≤0.035≤0.035表1熔敷金屬力學(xué)性能(hj431)：抗拉強(qiáng)度σb(mpa)415～550；屈服強(qiáng)度σ0.2(mpa)≥330；伸長(zhǎng)率δ5(％)≥33；沖擊吸收功akv(-20℃j)≥27。與熔煉型焊劑350或燒結(jié)型焊劑101配合，500mpa級(jí)母材的高速焊接，具有非常穩(wěn)定的熔敷金屬機(jī)械性能。是目前應(yīng)用最多的一種焊絲。為了確保通電性、送給性、和耐腐蝕性等，一般在其表面實(shí)施鍍銅。但鍍銅焊絲存在以下問題：(1)銅鍍層比焊絲表面軟，由于焊絲與焊嘴之間的摩擦，鍍銅不可避免地從焊絲表面剝離，銅屑脫落在導(dǎo)電咀內(nèi)，會(huì)誘發(fā)堵塞現(xiàn)象，增大焊接不穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生飛濺；(2)銅的熔點(diǎn)低，為1083℃，在焊接電弧的超高溫下容易蒸發(fā)，從而產(chǎn)生大量的銅煙。美國(guó)職業(yè)與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)會(huì)發(fā)表的論文提出銅煙的允許濃度為0.2mg/m3。(3)鍍銅廢液會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，迫切需要開發(fā)能滿足各種特性的具有鍍銅焊絲優(yōu)勢(shì)的非鍍銅焊絲，并確保通電性、送給性和耐腐蝕性。查閱文獻(xiàn)資料，目前主要是通過對(duì)焊絲表面的研究、表面處理劑的開發(fā)以及添加合金元素等三方面，來提高焊絲表面抗氧化能力、送給性和電弧穩(wěn)定性。焊絲表面的研究及表面處理劑方面主要有：將聚四氟乙烯與水或乙醇混合懸浮后涂敷來提高送給性和電弧穩(wěn)定性的技術(shù)；涂敷mos2，ws2，c來提高電弧穩(wěn)定性、焊接性、通電性和防銹性的技術(shù)；涂敷鉀化合物、硫化物、聚異丁烯來減少飛濺的技術(shù)；利用由烴類礦物油和植物油組成的混合油來提高焊接性的技術(shù)；利用由高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一價(jià)醇組成的酯類潤(rùn)滑物質(zhì)中的一種或兩種來提高送給性和耐銹性的技術(shù)；采用這類措施的非鍍銅焊絲，并沒有滿足焊絲所需的所有特性。特別是，為了提高非鍍銅焊絲的性能在焊絲表面涂覆細(xì)粉末的情況下，涂覆在焊絲表面的粉末不可避免地造成煙的產(chǎn)生。而且，由于難以將涂覆的粉末控制在適當(dāng)?shù)乃?，涂覆在焊絲表面的粉末不均勻，從而增大了飛濺數(shù)量。申請(qǐng)?zhí)?01410053171.0公開了一種耐大氣腐蝕鐵基合金以及無鍍銅焊絲。該專利是采用添加合金元素的方法解決焊絲的表面氧化問題。所述鐵基合金包含以下成分組成：c0.01-0.10％，mnl.25-1.55％，mo0.25-0.34％，ti0.050-0.075％，b0.00290-0.0070％，cu0.20-0.45％，si0.01-0.45％，p0.005-0.015％，al0.030-0.045％，ni0.01-0.05％，以及不可避免的雜質(zhì)。該專利焊絲不鍍銅的情況下，可以在三個(gè)月到六個(gè)月內(nèi)不產(chǎn)生大氣腐蝕，而且，其焊接性能與現(xiàn)有的鍍銅焊絲相當(dāng)。該焊絲通過添加合金元素的方法來提高抗大氣腐蝕，因此不會(huì)出現(xiàn)因焊絲表面的涂層粉末造成煙的產(chǎn)生，也不存在涂覆在焊絲表面的粉末不均勻，而增大了飛濺的問題，在生產(chǎn)過程中無需鍍銅，使成本大大降低。但是，由于該焊絲是主要通過提高銅含量來實(shí)現(xiàn)抗大氣腐蝕，其銅含量高達(dá)0.45％，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于16mn等結(jié)構(gòu)件的埋弧自動(dòng)焊焊后焊縫金屬化學(xué)成分中銅含量≤0.20％。cu是提高鋼材耐蝕性的合金元素之一，cu含量控制在0.2-0.35％內(nèi)，可提高鋼材的抗大氣腐蝕性，但是cu含量過高會(huì)提高產(chǎn)生熱裂紋的敏感性。因此，該焊絲在大量使用的16mn等結(jié)構(gòu)件的埋弧焊中受到限制，迫切需要一種與16mn相匹配的自動(dòng)埋弧焊的無鍍銅h10mn2焊絲。有鑒于上述現(xiàn)有的耐大氣腐蝕鐵基合金無鍍銅焊絲存在的上述不足，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種適用于16mn自動(dòng)埋弧焊的無鍍銅h10mn2焊絲。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種具有良好的耐大氣腐蝕性能的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲。本發(fā)明實(shí)施例的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比：c0.03～0.12％，si≤0.20％，mn1.50～1.90％，cr0.15～0.25％，所述無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲還包含ni0.20～0.35％，cu0.15～0.30％，mo≤0.15％，al0.020～0.055％，ti0.01～0.08％，b0.002-0.008％，其余為fe以及不可避免的雜質(zhì)。上述方案中，所述無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲成分中p含量為0.015～0.025％。上述方案中，所述無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲成分中s≤0.020％。上述方案中，所述無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲成分中o≤100ppm，n≤80ppm。上述方案中，所述c含量為0.03～0.06％。上述方案中，所述cr含量為0.15～0.20％。本發(fā)明實(shí)施例所提供的焊絲在不鍍銅的情況下可以在六個(gè)月內(nèi)不產(chǎn)生大氣腐蝕，而且.其焊接性能高于現(xiàn)有的同等級(jí)的鍍銅焊絲。本發(fā)明實(shí)施例的焊絲與堿性燒結(jié)焊劑匹配焊接，焊接接頭具有優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能及優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，焊縫熔敷金屬抗拉強(qiáng)度達(dá)到600mpa，在-20℃時(shí)沖擊功達(dá)到183j，-40℃沖擊功達(dá)到90j。本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于201410053171.0專利焊絲，是通過銅、鎳、鉻的聯(lián)合作用來提高焊絲的抗大氣腐蝕能力，將鎳含量由0.01-0.05％提高到0.20～0.35％，增加了0.15～0.25％的鉻，銅含量由0.20-0.45％降低到0.15～0.30％，在焊接過程中，部分銅元素的燒損，使焊縫金屬中銅含量≤0.20％。鎳(ni)能提高鋼的強(qiáng)度，又能保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力，能提高鋼的抗疲勞性能，減少鋼對(duì)缺口的敏感性，降低鋼的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度，因此本焊絲中將鎳含量提高到0.20～0.35％。鉻(cr)是抗腐蝕性的基本元素，能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性；cr元素有利于提高焊縫中針狀鐵素體含量，減少先共析鐵素體，并有細(xì)化鐵素體晶粒的作用，能顯著提高焊縫強(qiáng)度和低溫韌性，焊絲中cr的重量百分比含量為0.10～0.60。能提高焊縫的抗氧化性。但過量的鉻含量將會(huì)引起碳化物偏析，將導(dǎo)致降低沖擊韌性，因此本焊絲中的鉻含量控制在在0.15～0.25％。銅(cu)是提高焊縫耐蝕性的合金元素之一，可提高焊縫的抗大氣腐蝕性。cu還能提高焊縫抵抗在干濕反復(fù)環(huán)境下酸性水引起的均勻腐蝕，并且在存在硫化氫的情況下，通過形成難溶性的硫化物改善銹層而提高耐均勻腐蝕性和耐點(diǎn)蝕性，進(jìn)而還可在存在固體s的情況下抑制點(diǎn)蝕產(chǎn)生。此外，還能抑制固體s生成。為了充分發(fā)揮其耐蝕性，cu含量應(yīng)大于0.1％。但是cu含量過高會(huì)提高產(chǎn)生熱裂紋的敏感性，因此，cu含量應(yīng)小于1％。含cu焊縫組織的特點(diǎn)是含有高比例的針狀鐵素體(af)，cu對(duì)針狀鐵素體的主要影響是顯著細(xì)化針狀鐵素體，另一個(gè)特點(diǎn)是提高二次相的體積百分?jǐn)?shù)；提高焊縫金屬的防銹穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明實(shí)施例的cu含量控制在0.15～0.30％。本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，cu含量控制在0.15～0.30％，在焊接過程中，部分銅元素的燒損，最終保證16mn自動(dòng)埋弧焊焊縫金屬中銅含量≤0.20％的標(biāo)準(zhǔn)要求，避免焊接熱裂紋的產(chǎn)生。2、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，雖然調(diào)高了鎳的含量，將ni≤0.30％提高到0.20～0.35％，成本會(huì)有增加，但增加并不多，每噸焊絲材料成本約增加150元，而不需鍍銅或其他表面涂敷可節(jié)約成本遠(yuǎn)大于150元。3、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，不存在銅屑脫落在導(dǎo)電咀內(nèi)，而導(dǎo)致的堵塞現(xiàn)象，及由此造成的焊接不穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生飛濺等問題。4、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，焊接過程中不會(huì)產(chǎn)生大量銅煙，改善了工作環(huán)境。5、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，杜絕鍍銅廢液對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。6、本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，由于添加，mo、al、ti、b等微合金化元素，使焊縫晶粒細(xì)化，極大地提高了焊縫的低溫韌性。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有無鍍銅焊絲具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明實(shí)施例的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明實(shí)施例為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，通過以下較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提出的er50-g無鍍銅焊絲其特征及其功效，詳細(xì)說明如后。本發(fā)明實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲組成：c0.03～0.12％，si≤0.20％，mn1.50～1.90％，cr0.15～0.25％，所述無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲還包含ni0.20～0.35％，cu0.15～0.30％，mo≤0.15％，al0.020～0.055％，ti0.01～0.08％，b0.002-0.008％，其余為fe以及不可避免的雜質(zhì)；其中，p0.015～0.025％，s≤0.020％，o≤100ppm，n≤80ppm。實(shí)施例一、本實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲的重量(％)組成：c0.05～0.06，si0.10～0.12，mn1.55～1.65，cr0.16～0.18，ni0.25～0.30，cu0.25～0.30，mo0.01～0.02，al0.005～0.010，ti0.03～0.035，b0.005～0.010及不可避免的雜質(zhì)，fe余量。制備的埋弧焊絲表面白亮，在江陰大氣條件下，裸放6個(gè)月后，表面沒有出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，仍然保持白亮色，這說明本實(shí)施例的埋弧焊絲具有抗大氣腐蝕的特性，符合焊絲抗大氣腐蝕標(biāo)準(zhǔn)(gb/t11377-2005《金屬和其他無機(jī)覆蓋層儲(chǔ)存條件下腐蝕試驗(yàn)的一般規(guī)則》)的要求。焊絲焊接性能試驗(yàn)：存放6個(gè)月后的焊絲進(jìn)行埋弧焊絲焊接工藝試驗(yàn)，采用氟堿型燒結(jié)焊劑sj101，焊絲直徑為5mm，試板材料為湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司生產(chǎn)的d36船用鋼板，厚度為20mm，60度v形坡口，分7層焊接，焊接工藝參數(shù)如表2所示：表2機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果如表3所示：表3本發(fā)明實(shí)施例無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，具有抗大氣腐蝕的特性，焊接過程穩(wěn)定。其焊縫金屬力學(xué)性能均超過高強(qiáng)度船用鋼板d36的機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)要求值：屈服強(qiáng)度σs≥355mpa，抗拉強(qiáng)度σb490～620，延伸率δ5(％)≥21，沖擊吸收功akv(-20℃j)≥34；以及16mn鋼對(duì)焊縫金屬機(jī)械性能要求：抗拉強(qiáng)度σb(mpa)415～550；屈服強(qiáng)度σ0.2(mpa)≥330；伸長(zhǎng)率δ5(％)≥33；沖擊吸收功akv(-20℃j)≥27。完全滿足500mpa級(jí)的大型構(gòu)件的高強(qiáng)度技術(shù)要求，具有良好的沖擊韌性。c0.05～0.06，si0.10～0.12，mn1.55～1.65，cr0.16～0.18，ni0.25～0.30，cu0.25～0.30％，碳和銅含量有所降低，適當(dāng)增加了錳和鎳的含量實(shí)施例二本實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲的重量(％)組成：c0.03～0.05，si0.10～0.12，mn1.60～1.80，cr0.16～0.18，ni0.30～0.35，cu0.20～0.25，mo0.01～0.02，al0.005～0.010，ti0.03～0.035，b0.005～0.010，fe余量。制備的埋弧焊絲表面白亮，在江陰大氣條件下，裸放6個(gè)月后，表面沒有出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，仍然保持白亮色，這說明本實(shí)施例的埋弧焊絲同樣具有抗大氣腐蝕的特性，符合焊絲抗大氣腐蝕標(biāo)準(zhǔn)(gb/t11377-2005《金屬和其他無機(jī)覆蓋層儲(chǔ)存條件下腐蝕試驗(yàn)的一般規(guī)則》)的要求。焊絲焊接性能試驗(yàn)：存放6個(gè)月后的焊絲進(jìn)行埋弧焊絲焊接工藝試驗(yàn)，采用氟堿型燒結(jié)焊劑sj101，焊絲直徑為5mm，試板材料為湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司生產(chǎn)的d36船用鋼板，厚度為20mm，60度v形坡口，分7層焊接，焊接工藝參數(shù)與實(shí)施例一相同。機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果如表4所示：表4本實(shí)施例的無鍍銅h10mn2埋弧焊焊絲，與實(shí)施例一相比，碳和銅含量有所降低，適當(dāng)增加了錳和鎳的含量，其強(qiáng)度與低溫性能有所提高。通過上述內(nèi)容可以證明，本發(fā)明所提供的無鍍銅焊絲在不進(jìn)行鍍銅的情況下具有較好的耐大氣腐蝕性能，良好的焊接性能。由于該焊絲不需要進(jìn)行鍍銅，可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來預(yù)想不到的、可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。以上所述，僅為本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12