CN101244495A - 90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊丝技术领域，公开了一种90公斤级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0.06－0.10、硅0.40－1.00、锰1.40－2.10、钼0.20－0.60、镍≤2.00、钛0.02－0.20、硼0.001－0.01、铬≤1.00、钒0.01－0.10、铌≤0.10、硫≤0.10、磷≤0.10，余量为铁及其不可避免的杂质构成。经实验，利用该焊丝能够在零下40℃的环境温度下实现对低焊接裂纹敏感性高强度钢板的焊接，同时能够实现焊缝的微合金化，阻止了焊缝产生冷裂纹现象的发生。

Description

90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝
                          技术领域
本发明属于焊丝技术领域，尤其涉及一种90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝。
                          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，而是使用普通的高强度焊丝，或为了提高焊接强度，采用在高强度焊丝中(如ER76-1、ER83-1)中同时添加Ni、Cr、Mo等金属成分构成作代用焊丝。利用该代用焊丝所焊接的低焊接裂纹敏感性高强度钢板焊缝处的强度及其它性能达不到要求，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。
                          发明内容
本发明的目的，就是提供能够专门使用焊接90公斤级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：
90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、钒V：0.01-0.10、、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2.00％的镍Ni元素；
同时构成上述的焊丝中可以含有小于0.50％的铜元素。
实现本发明目的的第二技术方案为：
90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、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2.00％的镍Ni元素；
同时构成上述的焊丝中可以含有小于0.50％的铜元素。
实现本发明目的的第三技术方案为：
90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、镍Ni：1.000-2.00、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、钒V：0.01-0.10、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2.00％的镍Ni元素；
同时构成上述的焊丝中可以含有小于0.50％的铜元素。
本发明所提供的90公斤级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，利用该焊丝适合于焊接高强度结构钢的焊接作业；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，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、V或Nb，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；其四，利用该专用焊丝每吨的生产成本比普通的替代焊丝减少2500多元以上具有非常大的经济效益。
                  具体实施方式
第一种是含有C、Si、Mn、Mo、Ni、Ti、B、Cr、V及铜元素的90公斤级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：0.60、Mn：2.10、Mo：0.50、Ti：0.18、B：0.007、Cr：0.90、V：0.10，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：0.09、Si：0.40、Mn：1.80、Mo：0.60、Ti：0.15、B：0.003、Cr：0.06、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：0.07、Si：1.00、Mn：1.60、Mo：0.20、Ti：0.10、B：0.009、Cr：0.2、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0.10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：0.50、Mn：1.40、Mo：0.40、Ni：1.000、Ti：0.02、B：0.005、Cr：0.01、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：0.06、Si：0.70、Mn：1.50、Mo：0.30、Ni：2.00、Ti：0.08、B：0.001、Cr：0.60、V：0.08，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：0.80、Mn：1.80、Mo：0.50、Ni：1.60、Ti：0.20、B：0.01、Cr：0.01、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0.30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。
在上述实施例4-6中加入了适量的镍元素，其目的是为了提高焊丝的强度和低温韧性。
第二种是含有C、Si、Mn、Mo、Ni、Ti、B、Cr和Nb及铜元素的90公斤级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：0.08、Si：0.60、Mn：1.80、Mo：0.20、Ti：0.15、B：0.005、Cr：0.9、Nb：0.06，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：0.06、Si：1.00、Mn：1.60、Mo：0.30、Ti：0.08、B：0.001、Cr：0.06、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0.4。
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：0.10、Si：0.50、Mn：1.50、Mo：0.60、Ti：0.20、B：0.009、Cr：0.01、Nb：0.10，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：0.08、Si：0.40、Mn：1.80、Mo：0.60、Ni：2.00、Ti：0.10、B：0.01、Cr：0.2、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0.40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：0.09、Si：0.70、Mn：1.80、Mo：0.50、Ni：1.60、Ti：0.18、B：0.003、Cr：0.6、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0.10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：0.80、Mn：2.10、Mo：0.40、Ni：1.000、Ti：0.02、B：0.007、Cr：0.009、Nb：0.009，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。
在上述实施例10-12中加入了适量的镍元素，其目的是为了提高焊丝的强度和低温韧性。
第三种是含有C、Si、Mn、Mo、Ni、Ti、B、Cr、V和Nb及铜元素的90公斤级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：0.07、Si：1.00、Mn：1.40、Mo：0.60、Ti：0.02、B：0.003、Cr：0.2、V：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。
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：0.09、Si：0.70、Mn：2.10、Mo：0.20、Ti：0.20、B：0.001、Cr：0.6、V：0.10、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0.5。
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：0.08、Si：0.60、Mn：1.40、Mo：0.30、Ti：0.08、B：0.009、Cr：0.01、V：0.02、Nb：0.006，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：0.08、Si：0.40、Mn：1.50、Mo：0.40、Ni：1.20、Ti：0.10、B：0.01、Cr：0.06、V：0.08、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0.01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：0.07、Si：0.50、Mn：1.80、Mo：0.60、Ni：2.00、Ti：0.18、B：0.005、Cr：0.9、V：0.01、Nb：0.08，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：0.10、Si：1.00、Mn：1.90、Mo：0.50、Ni：1.50、Ti：0.15、B：0.007、Cr：0.003、V：0.06、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。
在上述实施例16-18中加入了适量的镍元素，其目的是为了提高焊丝的强度和低温韧性。
以上三种构成成份的90公斤级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Q460型号的低焊接裂纹敏感性高强度钢板在零下35℃的实验环境温度下进行焊接，焊接条件为：焊接电流为直流反接310A、电压30V下的焊缝的熔敷金属力学性能参数为：抗拉强度(Rm)达到了980Mpa以上，屈服强度(Rr0.2)达到了900Mpa以上，断后伸长率为16A，V型冲击吸收功(AKv)经过测试其平均只达到了91J(零下35℃)，远远高于利用替代焊丝所规定的35J标准。

Claims (9)

1、90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、钒V：0.01-0.10、、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90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于2.00％的镍Ni元素。
3、根据权利要求1或2所述的90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
4、90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、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。
5、根据权利要求4所述的90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于2.00％的镍Ni元素。
6、根据权利要求4或5所述的90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于0.50％的铜元素。
7、90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：由下列重量百分比的元素：碳C：0.06-0.10、硅Si：0.40-1.000、锰Mn：1.40-2.10、钼Mo：0.20-0.60、镍Ni：1.000-2.00、钛Ti：0.02-0.20、硼B：0.001-0.01、铬Cr≤1.00、钒V：0.01-0.10、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。
8、根据权利要求7所述的90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，其特征在于：构成所述的焊丝中含有小于2.00％的镍Ni元素。
9、根据权利要求7或8所述的90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝，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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