CN101157167A - 低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝 - Google Patents

低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝 Download PDF

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Abstract

本发明属于焊丝技术领域，公开了一种低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝。其技术方案为，该焊丝含有下列重量百分比的元素：碳0.06－0.12、硅：0.40－1.00、锰：1.40－2.10、钛0.02－0.20、硼0.001－0.01、钼：0.20－0.60、铬0.05－1.20、铌b≤0.10、钒≤0.10、硫≤0.10、磷≤0.10和余量为铁及其不可避免的杂质构成。经实验，利用该焊丝在不预热的情况下，焊接裂纹敏感性高强度钢板的焊接接头使用环境温度在零下20℃以上，可以防止焊缝产生冷裂。

Description

低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝
技术领域
本发明属于焊丝技术领域，尤其涉及一种低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝。
背景技术
低焊接裂纹敏感性高强度钢板是一种在不预热或低预热的情况下焊接不出裂纹的钢板，这类钢板的主要特点为，具有低的Pcm值、低碳当量、优良的焊接性，同时具有低的C含量、高纯净度、高强度和高韧性的特点。由于该种钢材是一种新型的钢种，至今没有专门用于该钢种焊接的专用焊丝，更没有使用于较低温下焊接的专用焊丝。焊接该钢种时，多采用普通的高强度焊丝作代用品。为了提高焊缝强度，采用在高强度焊丝中(如ER76-1、ER83-1)中同时添加大量的Ni、Cr、Mo等贵重合金成份或含量作代用焊丝。利用该代用焊丝所焊接低焊接裂纹敏感性高强度钢板，因为焊缝合金元素含量过高，从而导致Pcm值、低碳当量过高不能实现在不预热或低预热的情况下进行焊接，使得该钢板体现不出其独有的优异性能，并且还因此大大提高了焊丝的生产成本。目前还没有专门用于在零下20℃以上环境中，焊接低焊接裂纹敏感性高强度钢的既经济、焊接性能又好的专用焊丝。
发明内容
本发明的目的，就是提供专门使用于零下20℃以上环境中焊接低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝。
实现本发明目的的第一技术方案为：
低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、钒V≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
另外：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
实现本发明目的的第二技术方案为：
低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、铌Nb≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
另外：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
实现本发明目的的第三技术方案为：
低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、铌Nb≤0.10、钒V≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
另外：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
本发明所提供的低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝具有以下优点：其一，经实验，利用该焊丝焊接的接头的环境温度为零下20℃以上；其二，利用该焊丝焊接的高强度结构钢，不但能够实现焊缝的微合金化，阻止了焊接的焊缝产生冷裂纹现象的发生，并且焊接时无须预热，因此改善了焊工的操作环境，使用极其方便；其三，由于在该焊丝中含有适量的Ti、B或/和V，使得焊缝的晶粒更加细化，提高了焊缝的强韧性，降低了焊接时的飞溅程度。
具体实施方式
第一种是含有C、Si、Mn、Ti、B、Mo、Cr和V及铜元素的低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝，其实施例为：
实施例1
选用S和P均小于0.10重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.8、Mn：1.80、Ti：0.10、B：0.001、Mo：0.40、Cr：1.0、V：0.09，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.01的杂质。
实施例2
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.06、Si：1.0、Mn：1.40、Ti：0.02、B：0.008、Mo：0.60、Cr：0.05、V：0.05，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.40的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.5。
实施例3
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.12、Si：0.4、Mn：2.10、Ti：0.15、B：0.010、Mo：0.20、Cr：0.50、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
实施例4
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.08、Si：0.6、Mn：2.10、Ti：0.20、B：0.005、Mo：0.50、Cr：1.5、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.5。
实施例5
选用S和P均小于0.005重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.05、Si：0.5、Mn：2.00、Ti：0.08、B：0.020、Mo：0.03、Cr：0.10、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
实施例6
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.7、Mn：1.50、Ti：0.12、B：0.004、Mo：0.050、Cr：0.80、V：0.02，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.4。
第二种是含有C、Si、Mn、Ti、B、Mo、Cr和Nb及铜元素的低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝，其实施例为：
实施例7
选用S和P均小于0.10重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.8、Mn：1.80、Ti：0.10、B：0.001、Mo：0.40、Cr：1.0、Nb：0.09，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.01的杂质。
实施例8
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.7、Mn：1.50、Ti：0.12、B：0.004、Mo：0.050、Cr：0.80、Nb：0.02，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.4。
实施例9
选用S和P均小于0.005重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.05、Si：0.5、Mn：2.00、Ti：0.08、B：0.020、Mo：0.03、Cr：0.10、Nb：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
实施例10
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.06、Si：1.0、Mn：1.40、Ti：0.02、B：0.008、Mo：0.60、Cr：0.05、Nb：0.05，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.40的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.5。
实施例11
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.12、Si：0.4、Mn：2.10、Ti：0.15、B：0.010、Mo：0.20、Cr：0.50、Nb：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
实施例12
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.08、Si：0.6、Mn：2.10、Ti：0.20、B：0.005、Mo：0.50、Cr：1.5、Nb：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.5。
第三种是含有C、Si、Mn、Ti、B、Mo、Cr、Nb和V或铜元素的低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝，其实施例为：
实施例13
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.06、Si：1.0、Mn：1.40、Ti：0.02、B：0.008、Mo：0.60、Cr：0.05、Nb：0.05、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.40的杂质。
碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、铌Nb≤0.10、钨V≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，
实施例14
选用S和P均小于0.025重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.08、Si：0.6、Mn：2.10、Ti：0.20、B：0.005、Mo：0.50、Cr：1.5、Nb：0.01、V：0.09，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.5。
实施例15
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.7、Mn：1.50、Ti：0.12、B：0.004、Mo：0.050、Cr：0.80、Nb：0.02、V：0.02，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.30的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.4。
实施例16
选用S和P均小于0.10重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.10、Si：0.8、Mn：1.80、Ti：0.10、B：0.001、Mo：0.40、Cr：1.0、Nb：0.09、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.01的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.2。
实施例17
选用S和P均小于0.015重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.12、Si：0.4、Mn：2.10、Ti：0.15、B：0.010、Mo：0.20、Cr：0.50、Nb：0.01、V：0.09，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
实施例18
选用S和P均小于0.005重量百分数的钢材进行焊丝钢的冶炼，其冶炼工艺无特殊要求。在冶炼的过程中加入下列重量百分比的元素C：0.05、Si：0.5、Mn：2.00、Ti：0.08、B：0.020、Mo：0.03、Cr：0.10、Nb：0.07、V：0.01，余量为铁及其不可避免的其含量不多于铁成份百分之0.10的杂质。在拉拔成焊丝后将焊丝镀铜，其镀铜的量为焊丝中铁成分的百分之0.3。
以上三种构成成份的低焊接裂纹敏感性高强度钢板的专用焊丝均能够实现本发明的目的，并且由于在焊丝中含有适量的Ti、V、B和/或Nb，可以大大提高焊缝的强韧性，从而降低了焊缝处的碳当量指数和冷裂纹指数，可以省去焊接时的预热工序和焊接后的热处理工序，简化焊接的工艺要求。
根据实验，利用上述实施例制备出的焊丝(规格为直径为1.6毫米)，对Q690型号的低焊接裂纹敏感性高强度钢板在零下20℃的温度下焊接焊缝的熔敷金属力学性能参数为：抗拉强度(Rm)≥800Mpa，屈服强度(Rr0.2)≥690Mpa，V型冲击吸收功(AKv)≥80J。

Claims (6)

1.低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、钒V≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
2.根据权利要求1所述的低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
3.低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、铌Nb≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
4.根据权利要求1所述的低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
5.低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：基本由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.12、硅Si：0.40-1.00、锰Mn：1.40-2.10、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、钼Mo：0.20-0.60、铬Cr：0.05-1.20、铌Nb≤0.10、钒V≤0.10、硫S≤0.10、磷P≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。
6.根据权利要求1所述的低焊接裂纹敏感性高强度钢板专用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
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