一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超高強(qiáng)鋼焊接用焊絲，特別是涉及一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程機(jī)械制造領(lǐng)域的飛速發(fā)展與鋼材結(jié)構(gòu)件輕量化設(shè)計的普及，抗拉強(qiáng)度為1500MPa級的超高強(qiáng)鋼板被逐漸應(yīng)用于大型焊接構(gòu)件，主要以薄規(guī)格為主，多用于焊道不規(guī)則的關(guān)鍵性部位上，且大都采用氣保焊進(jìn)行焊接，實芯焊絲的使用比例較大。為了保證焊接接頭的力學(xué)性能，在焊接材料選擇上普遍采用“等強(qiáng)等韌”匹配原則，即焊縫金屬強(qiáng)度與母材強(qiáng)度相當(dāng)，一般焊縫金屬的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比要大于0.80 ;為增加焊接接頭延伸性，減小裂紋傾向，焊縫金屬的沖擊韌性至少等同于母材的沖擊韌性。
[0003]目前我國的超高強(qiáng)鋼配套實芯焊絲品種較少，特別是對抗拉強(qiáng)度為1500MPa級超高強(qiáng)鋼板的配套焊絲，技術(shù)研究更少，如國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8110-2008《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》中強(qiáng)度級別最高僅為830MPa，尚不能批量用于1500MPa級超高強(qiáng)鋼板的焊接。
[0004]傳統(tǒng)的實芯焊絲大都在表面鍍銅，在焊接作業(yè)中，焊絲與送絲軟管、導(dǎo)電嘴經(jīng)常摩擦，鍍層極易脫落，導(dǎo)致軟管和導(dǎo)電嘴堵塞，影響工作效率和焊接質(zhì)量，同時，部分銅融入焊縫，易導(dǎo)致焊縫裂紋，甚至惡化沖擊韌性。銅為重金屬，在焊絲生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)保和工作人員的職業(yè)健康也有不利影響。因此，開發(fā)一種能與1500MPa級超高強(qiáng)鋼配套的無鍍銅實芯焊絲是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲。本發(fā)明實芯焊絲，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小，適合于1500MPa級超高強(qiáng)鋼的富氬氣體保護(hù)焊接，焊縫具有優(yōu)良的機(jī)械性能。焊絲表面無鍍銅，既能減少焊接缺陷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
本發(fā)明的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲技術(shù)方案為，該焊絲抗拉強(qiáng)度> 1500MPa，屈服強(qiáng)度> 1350MPa，斷后伸長率> 12%，-20°C沖擊功> 60J。
[0006]該焊絲適用于1500MPa級超高強(qiáng)鋼板的富氬保護(hù)氣體焊接。
[0007]富氬保護(hù)氣體為98%Ar+2%02。
[0008]該焊絲化學(xué)成分重量百分比為:C彡0.04% ；Mn 2.0-2.3% ；Si 0.05-0.20% ；P 彡 0.006% ；S ( 0.003% ；Ni 3.0-3.5% ；Cr 0.60-0.80% ；Mo 0.80-1.00% ；Ti 0.05-0.08% ；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，焊絲表面無鍍銅。
該焊絲化學(xué)成分中，N1、Cr、Mo的總量大于4.50%ο
[0009]優(yōu)選的，該焊絲化學(xué)成分重量百分比為:C 0.02% ；Mn 2.0% ；Si 0.08% ；P 0.006% ；S 0.003% ；Ni 3.2% ；Cr 0.65% ；Mo 0.85% ；Ti 0.05% ;N1、Cr、Mo 總量為 4.70% ;其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]該焊絲為具有與該焊絲相同成分的直徑為6.0mm的盤條鋼，由真空感應(yīng)電爐冶煉制成。
[0011]制備該焊絲的工藝流程依次為，Φ6.0盤條，機(jī)械剝殼，酸洗除銹，烘干，干法拔絲，真空退火，拋光，纏繞成卷，塑料布包裝，抽真空。真空退火可以避免焊絲被氧化，包裝袋抽真空可以有效防止焊絲在長期儲存過程中生銹而影響使用。
[0012]該焊絲焊接參數(shù)為:焊接電流250-450A ;電弧電壓25-40V ;焊接速度3.5_5mm/s ;預(yù)熱溫度115-125°C ;道間溫度120-130°C ;焊后無熱處理。
[0013]本發(fā)明的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲有益效果為:本發(fā)明的氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，與1500MPa級超高強(qiáng)鋼相配套，該焊絲材料采用超低C、高純凈度、高合金的設(shè)計配方，C含量極低，能有效降低冷裂紋傾向，并顯著提高焊縫金屬的沖擊功。對S、P有害元素嚴(yán)格控制，有效降低偏析，預(yù)防焊縫熱裂紋或脆化。高N1、Cr、Mo既保證焊縫金屬的綜合機(jī)械性能，還使焊縫同時具有優(yōu)良的耐腐蝕、防氧化、低溫韌性等優(yōu)點(diǎn)。S1、T1、Mn能起到脫氧的作用，減少焊縫中氣孔發(fā)生，同時Mn也能明顯提高強(qiáng)度。
[0014]本發(fā)明的焊絲具有優(yōu)良的焊接工藝性能，電弧穩(wěn)定，飛濺少，施焊環(huán)境清潔環(huán)保。焊絲表面無鍍銅，既能減少焊接缺陷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。熔敷金屬力學(xué)性能與1500MPa級超高強(qiáng)鋼相配套，抗拉強(qiáng)度(Rni) > 1500MPa，屈服強(qiáng)度(Rpa2) > 1350MPa，斷后伸長率(A) >12%，-20°(:沖擊功(1^2)>6(^，特別適合于1500MPa級超高強(qiáng)鋼板的富氬(Ar+2%02)保護(hù)氣體焊接，焊縫具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
[0015]【具體實施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0016]以下實施例的焊絲制造用盤條鋼，均由真空感應(yīng)電爐冶煉制成。實芯焊絲的工藝流程為:Φ6.0盤條，機(jī)械剝殼，酸洗除銹，烘干，干法拔絲，真空退火，拋光，纏繞成卷，塑料布包裝，抽真空。
[0017]實施例1
焊絲直徑:1.2mm。焊絲材料組成的化學(xué)成分重量百分比為:C 0.02% ；Mn 2.0% ；Si
0.08% ；P 0.006% ；S 0.003% ；Ni 3.2% ；Cr 0.65% ；Mo 0.85% ；Ti 0.05% ;N1、Cr、Mo 總量為
4.70% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0018]本實施例焊絲采用富氬(Ar+2%02)保護(hù)氣體焊接，焊接參數(shù)為:焊接電流260A ;電弧電壓28V ;焊接速度4.5mm/s ;預(yù)熱溫度120°C ;道間溫度125°C ;焊后無熱處理。
[0019]焊縫金屬的力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度(Rni) 1515MPa，屈服強(qiáng)度(Rpa2) 1380MPa，斷后伸長率(A) 13.5%，-20°C沖擊功(KV2) 78J。
[0020]實施例2
焊絲直徑:1.6mm。焊絲材料組成的化學(xué)成分重量百分比為:C 0.04% ；Mn 2.3% ；Si
0.20% ；P 0.006% ；S 0.001% ；Ni 3.0% ；Cr 0.80% ；Mo 0.95% ；Ti 0.06% ;N1、Cr、Mo 總量為
4.75% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0021]本實施例焊絲采用富氬(Ar+2%02)保護(hù)氣體焊接，焊接參數(shù)為:焊接電流345A ;電弧電壓31V;焊接速度5.0mm/s ;預(yù)熱溫度125°C ;道間溫度130°C ;焊后無熱處理。
[0022]焊縫金屬的力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度(Rni) 1550MPa，屈服強(qiáng)度(Rpa2) 1410MPa，斷后伸長率(A) 12.5%，-20°C 沖擊功(KV2) 65J0
[0023]實施例3
焊絲直徑:2.0mm。焊絲材料組成的化學(xué)成分重量百分比為:C 0.03% ；Mn 2.1% ；Si
0.15% ；P 0.006% ；S 0.002% ；Ni 3.5% ；Cr 0.60% ；Mo 0.80% ；Ti 0.08% ;N1、Cr、Mo 總量為
4.90% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0024]本實施例焊絲采用富氬(Ar+2%02)保護(hù)氣體焊接，焊接參數(shù)為:焊接電流420A ；電弧電壓40V;焊接速度3.8mm/s ;預(yù)熱溫度115°C ;道間溫度120°C ;焊后無熱處理。
[0025]焊縫金屬的力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度(Rni) 1505MPa，屈服強(qiáng)度(Rpa2) 1360MPa，斷后伸長率(A) 14.0%，-20°C沖擊功(KV2) 72J。
【主權(quán)項】
1.一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲抗拉強(qiáng)度> 1500MPa，屈服強(qiáng)度> 1350MPa，斷后伸長率> 12%，-20°C沖擊功> 60J。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲適用于1500MPa級超高強(qiáng)鋼板的富氬保護(hù)氣體焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，富氬保護(hù)氣體為98%Ar+2%02。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲化學(xué)成分重量百分比為:C彡0.04% ；Mn 2.0-2.3% ；Si 0.05-0.20% ；P 彡 0.006% ；S ( 0.003% ；Ni 3.0-3.5% ；Cr 0.60-0.80% ；Mo 0.80-1.00% ；Ti 0.05-0.08% ；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，焊絲表面無鍍銅。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲化學(xué)成分中，N1、Cr、Mo的總量大于4.50%ο6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲化學(xué)成分重量百分比為:C 0.02% ；Mn 2.0% ；Si 0.08% ；P 0.006% ；S0.003% ；Ni 3.2% ；Cr 0.65% ；Mo 0.85% ；Ti 0.05% ;N1、Cr、Mo 總量為 4.70% ;其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，該焊絲為具有與該焊絲相同成分的直徑為6.0mm的盤條鋼，由真空感應(yīng)電爐冶煉制成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，制備該焊絲的工藝流程依次為，Φ6.0盤條，機(jī)械剝殼，酸洗除銹，烘干，干法拔絲，真空退火，拋光，纏繞成卷，塑料布包裝，抽真空。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲，其特征在于，該焊絲焊接參數(shù)為:焊接電流250-450A;電弧電壓25-40V;焊接速度3.5-5mm/s ;預(yù)熱溫度115_125°C ;道間溫度120_130°C ;焊后無熱處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1500MPa級超高強(qiáng)鋼用氣體保護(hù)焊無鍍銅實芯焊絲。該焊絲抗拉強(qiáng)度＞1500MPa，屈服強(qiáng)度＞1350MPa，斷后伸長率＞12%，-20℃沖擊功＞60J，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小，適合于1500MPa級超高強(qiáng)鋼的富氬氣體保護(hù)焊接，焊縫具有優(yōu)良的機(jī)械性能。焊絲表面無鍍銅，既能減少焊接缺陷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
【IPC分類】B23K35/30, B23K35/40
【公開號】CN105234587
【申請?zhí)枴緾N201510806207
【發(fā)明人】侯登義, 馮勇, 賈希光, 叢亮, 趙攀峰
【申請人】山東鋼鐵股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月20日