专利名称：一种低合金高强度的气体保护焊丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体保护焊丝，特别是指一种低合金高强度的气体保护焊丝。
背景技术：
用气体保护的焊丝焊接质量高、易于实现自动化，且适合焊接高强度高韧性钢种， 因此在钢铁行业得到广泛应用。对于低合金高强钢焊缝，为了保证焊缝的强度，需要向焊丝 中加入足够量的合金元素来强化焊缝，现有的低合金高强度焊丝一般采用Mo等较贵重的 合金元素来强化焊缝，也有的采用Cr元素。随着焊缝强度提高，焊缝的韧性呈下降的趋势。焊缝易产生淬硬组织，抗裂性降 低。在高强度焊缝韧性难以提高的情况下，净化焊缝组织、提高焊缝抗回火脆性、降低焊缝 中微量有害元素及氢的破坏作用对提高焊缝安全性是至关重要的。由于Mo金属元素在焊缝中具有抗回火脆性的作用，因此现有的低合金高强焊丝 中往往含有一定的Mo金属元素，成本较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种可以净化焊缝组织、提高焊 缝抗回火脆性、降低焊缝中微量有害元素及氢的破坏作用的低合金高强度气体保护焊丝。为实现上述目的，本发明采用上述技术方案一种低合金高强度的气体保护焊 丝，其化学成分的重量百分数为:c :0. 06-0. 12%, S i :0. 30-0. 60 %, Mn :1· 40-2. 00%, P 彡 0.025 S ^ 0. 015 %、Cr :0. 30-0. 70 Ni 1. 0-1. 6 W 0. 28-0. 5 Cu 0. 25-0. 50%, Re 0. 05-0. 15%，其余为Fe及不可避免的杂质。所述焊丝化学成分中包括重量分数为0. 28-0. 45%的W和0. 08-0. 13%的Re。所述焊丝化学成分的重量百分数为C 0. 11 Si :0. 55%, Mn 1.85%, P 0. 015%, S 0. 015%, Cr :0· 60%,Ni 1. 3%,ff 0. 30%, Cu :0· 35%, Re :0· 08%，其余为 Fe
及不可避免的杂质。以下是本发明的主要元素的作用及其限定，在实验过程和应用中得到的结论C 0. 06-0. 12%,C是焊丝中的强化元素，含量对焊缝的强韧性及其组织组成有较大的影响。当C含 量较低时，焊缝强度较低。当C含量过高时，焊缝韧性下降。为达到焊缝优良的强韧性匹配， 本发明焊丝中的C含量为0. 06-0. 12%。Si 0. 30-0. 60%,Si元素在气保焊焊接时，一方面具有脱氧作用，另一方面还对焊缝有强化作用。但 焊缝中的Si含量不宜太高，否则会影响焊缝的韧性，降低焊缝的抗裂性能。本发明焊丝中 S i的重量百分比含量控制在0.30-0. 60%范围内。Mn 1. 40-2. 00%,Mn是焊缝强韧化的有效元素，在气保焊时还有利于脱氧，防止引起热裂纹的铁
3硫化物的形成。焊缝中含有较高的Mn时，焊缝针状铁素体的转变起始温度低，转变温度 范围大，最终可提高焊缝中针状铁素体体积比。本发明焊丝中Mn的重量百分比控制在 1. 40-2. 00%。P^O. 025%, S ^ 0. 015%,P、S是有害元素，含量越低越好，并且随着控制P、S元素含量降低，成本会上升，本 发明仅需控制P、S在P彡0. 025%, S ^ 0.015%的范围内即可。Cr 0. 30-0. 70%,Cr元素是一种有效的强化元素，有利于提高焊缝中针状铁素体含量，减少先共析 铁素体，并有细化铁素体晶粒的作用，提高焊缝的韧性，但过高的Cr会降低焊缝的韧性。本 发明焊丝中Cr的重量百分比含量为0. 30-0. 70%。Ni 1. 0-1. 6%,Ni有利于提高焊缝金属的韧性尤其是低温冲击韧性，降低脆性转变温度。Ni能减 少先共析铁素体含量并改善焊缝韧性。但M含量过高时，低温冲击韧性显著下降。M含量 过高还导致焊缝与母材成分差别大，同时焊丝成本增加。本发明焊丝中M的重量百分比含 量为 1. 0-1. 6%。W 0. 28-0. 5%,W元素能提高焊缝的淬透性，有效地抑制晶粒长大，在焊缝中的热影响区的晶 粒长大也不明显，因此对焊缝抗回火性能有利。本发明焊丝中W的重量百分比含量为 0. 28-0. 5%。Cu 0. 25-0. 50%,Cu含量在一定范围内时，能固溶于焊缝，提高焊缝强度和韧性。本发明焊丝中Cu 含量为0. 25-0. 50%时较好。Re 0. 05-0. 15%,Re即稀土元素，具有脱硫、改善硫化物的形态和分布的作用，可以提高焊缝韧性， 还可以降低焊缝中的扩散氢含量，降低冷裂纹敏感性，净化焊缝，降低焊缝中H、S等杂质元 素的有害作用。本发明焊丝中Re的重量百分比含量为0. 05-0. 15%。本发明焊丝采用C、Cr、Mn、Ni及W等元素实现焊缝的强化，控制微量元素的含量， 较细的晶粒还改善了有害元素的分布，进一步提高焊缝的韧性；采用Si、Mn脱氧，使冶炼工 艺容易实现，盘条轧制工艺稳定；利用稀土元素Re净化焊缝、降低焊缝中微量有害元素，提 高焊缝的韧性和回火性能。本发明焊丝得到的焊缝焊态及热处理后韧性良好，且成本低于 现有同强度级别焊丝，性价比较高，具有良好的市场前景和经济效益。
具体实施例方式以下根据具体实施例来进一步说明本发明采用50kg中频感应炉冶炼，选用低S、P废钢(P彡0. 025%、S彡0. 015% )按照 常规方法进行焊丝钢的冶炼。待C含量低于0.05%时脱氧，Ni、Cu及W在装料时配入，Cr 在精炼期加入，Re采用钢锭模内悬挂法加入。冶炼采用Si铁和Mn铁脱氧，并严格控制微量 元素及气体含量，出钢温度1630-1640°C，最好浇注成锭。上述元素的含量如表1所示。将 上述钢锭随炉装入或热炉(炉温< 1000°C )装入，升温至1180°C后保温半小时。开轧温度
4彡liocrc，终轧温度90(rc，轧制成方坯，轧后空冷。将方坯在小型线材厂轧制。方坯入炉 升温至约1200°c后保温半小时，轧制成φ 5. 5mm盘条。盘条经剥壳、酸洗、拉拔至Φ 3. 2mm 时热处理一次，最后拉拔成规格为Φ1. 2mm的焊丝，表面化学镀铜后经压模即可得到本发 明的低合金高强度的气体保护焊丝1-5。表1低合金高强度的气体保护焊丝化学成分(wt% ) 采用普通热轧工艺将钢锭轧制成6mm板作为母材，用80% Ar+20% CO2混合气体 为保护气，采用本发明的低合金高强度的气体保护焊丝1-3，在母材正反面各焊接一道，保 证形成全部熔透的焊缝，所述焊缝的化学成分如表2所示。表2焊缝的化学成分(wt % ) 对表2中的焊缝金属进行力学性能试验，拉伸试样直径6mm，冲击试样尺寸 5X10X55 (mm)。试验焊缝的力学性能如表3，表中的括号内表示平均值。表3焊缝的力学性能 通过表3可以看出，用本发明的焊丝焊接得到的焊缝性能可以达到现有的焊丝的
5性能，但是成本远低于现有的焊丝，具有良好的市场前景。
权利要求
一种低合金高强度的气体保护焊丝，其化学成分的重量百分数为C0.06 0.12％、Si0.30 0.60％、Mn1.40 2.00％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr0.30 0.70％、Ni1.0 1.6％、W0.28 0.5％、Cu0.25 0.50％、Re0.05 0.15％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的低合金高强度的气体保护焊丝，其特征在于所述焊丝化学 成分中包括重量分数为0. 28-0. 45%的W和0. 08-0. 13%的Re。
3.根据权利要求1所述的低合金高强度的气体保护焊丝，其化学成分的重量百分数 为C :0· 11%、S i 0. 55%,Mn 1. 85%,P 0. 015%, S 0. 015%, Cr 0. 60%,Ni 1. 3%,ff 0. 30%, Cu 0. 35%, Re 0. 08%，其余为Fe及不可避免的杂质。
全文摘要
本发明提供了一种低合金高强度的气体保护焊丝，其化学成分的重量百分数为C006-0.12％、Si0.30-0.60％、Mn1.40-2.00％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr0.30-0.70％、Ni1.0-1.6％、W0.28-0.5％、Cu0.25-0.50％、Re0.05-0.15％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明焊丝得到的焊缝焊态及热处理后韧性良好，且成本低于现有同强度级别焊丝，性价比较高，具有很强的实用性。
文档编号B23K35/30GK101905390SQ20101026232
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者刘吉斌, 王玉涛, 缪凯, 胡家国, 钟如涛, 鲜于小红, 黄治军 申请人:武汉钢铁(集团)公司