CN101549442B

CN101549442B - 一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方法

Info

Publication number: CN101549442B
Application number: CN200810010814A
Authority: CN
Inventors: 傅博; 程刚; 刘孟
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: CN101549442A

Abstract

本发明涉及了一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方法，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C0.03～0.08％、Mn0.80～1.20％、Si0.30～0.80％、Ni0.80～1.20％、Ti0.020～0.080％、Mo0.30～0.50％、S≤0.01％、P≤0.01％，余量为Fe及其它杂质。该焊丝的制造方法为：首先先将选定的碳钢钢带轧成U形，再向U形槽中加入混合药粉，将U形槽合口，使药粉包裹其中，然后逐次拉拔，最后将钢带拉成焊丝。用本发明焊丝焊接的焊缝金属抗拉强度大，低温冲击韧性好，可广泛用于焊接领域。

Description

一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方法

技术领域

本发明涉及了一种焊丝，特别是涉及了一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方法。

背景技术

近年来，由于气体保护电弧焊具有生产效率高、成本低等优点，被广泛用于工程机械、铁路桥梁、海洋设施、高压容器等大型重要结构的焊接。随着科技的发展，采用高强度级别、具有优异低温冲击韧性的钢材，以降低材料消耗，减轻结构重量，提高结构性能和安全性，已成为国内外结构制造业的发展趋势，同时对焊接接头的强韧性及对获得这些性能的焊接材料及其焊接工艺性能提出了更高的要求。但目前国内相应强度级别的气体保护焊丝较少，长期以来，普遍采用传统的Mn-Si系焊丝如H08Mn2Si，其不足之处在于焊缝金属低温冲击韧性较差，日本神户钢厂生产的MG60焊丝，其主要缺点也是随使用温度的降低焊缝金属力学性能也随之降低，导致焊接接头整体性能的降低。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种耐低温、金属芯韧性高的气体保护焊丝。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种高韧性金属芯气体保护焊丝，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.03～0.08％、Mn 0.80～1.20％、Si 0.30～0.80％、Ni 0.80～1.20％、Ti 0.020～0.080％、Mo 0.30～0.50％、S≤0.01％、P≤0.01％，余量为Fe及其它杂质。

一种高韧性金属芯气体保护焊丝的制造方法，该方法的步骤为：

a、选用宽度为8～12mm，厚度为0.25～0.4mm的碳钢钢带。先将其轧成U形，再向U形槽中加入粒度为过60目筛子的混合药粉，药粉的填充率，即药粉重量占焊丝总重的20％；

b、将U形槽合口，使药粉包裹其中，然后逐次拉拔，将焊丝直径减径至1.6mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、用本发明焊丝焊接后，焊缝金属在-20℃时，AKv≥47J，Rm≥550MPa，有效地提高了焊接结构的整体性能和质量，解决了焊缝金属随使用温度下降韧性不足的问题，而且焊接电弧稳定，飞溅小，无气孔、成型美观，

2、轧制及拉拔焊丝的工艺操作简单，焊丝所用合金体系合适，焊丝的成本较低。

具体实施方式

焊丝中含有多种化学成份，其中C是调整焊缝金属强度的主要元素，必须保证焊丝中有一定的C含量；同时将焊缝中的碳降至超低碳水平，以降低焊缝金属的碳当量、淬硬倾向及裂纹敏感系数。

Si作为主要的脱氧元素之一是气体保护焊丝所不可缺少的，Si是缩γ小区的元素，作为合金元素可以起到固溶强化的作用。当焊丝中Si的含量低于0.30时，脱氧不充分，使焊缝中氧含量过高；当焊缝中Si含量过高时，会使焊缝金属硬化，同时使焊接飞溅增加，使焊丝工艺性能下降，在锰与硅比例合适时，脱氧效果较好，且有助于改善韧性，因此，将Si含量控制在0.3-0.8是合适的。

Mn与Si起联合脱氧作用，脱氧反应产生的氧化物夹杂和氧硫复合夹杂可作为针状铁素体的形核质点，有助于细化晶粒，改善韧性，且Mn在焊缝金属中是使奥氏体稳定化元素，降低奥氏体向铁素体转变温度，充当固溶强化组元，提高焊缝金属的强度，锰的加入量控制在0.80-1.20比较适合。

Ni可以提高焊缝金属的韧性，尤其是提高焊缝金属的低温冲击韧性，降低脆性转变温度。同时Ni在焊缝金属中起着重要的强化作用，Ni使γ区扩展，减小了奥氏体与铁素体的自由能差，奥氏体至铁素体的转变温度明显降低，对贝氏体的转变有明显的推迟作用。因此，焊丝中的Ni含量不应低于0.80，但Ni属于贵重元素，不宜多加，因此焊丝中的Ni含量控制在0.80-1.20之间。

焊缝中的Mo主要用于固溶强化以提高强度，也能够改善韧性和增加针状铁素体的数量，适当的钼能够明显缩短贝氏体孕育期，有利于在较宽的冷却条件下获得贝氏体组织，Mo的加入量在0.3-0.5之间。

焊缝金属中要严格控制氧氮含量，焊缝金属中氧含量为0.02％-0.03％，氮的含量为0.005％时，能够生成适量的氮化物和氧化物，有助于焊缝金属获得良好的低温韧性。硫磷是必须限制的杂质元素，S≤0.01、P≤0.01，尽量降低其含量有利于焊接性和韧性的改善。下面通过具体实施例来阐述本发明及其制造方法。

实施例一

一种高韧性金属芯气体保护焊丝，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.039％、Mn 0.80％、Si 0.45％、Ni 0.90％、Ti 0.05％、Mo 0.35％、S 0.006％、P 0.007％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。

为检测本发明焊丝的焊接性能，采用Q235C钢，规格20mm，制成120×300mm的试板进行焊接实验，将试板表面去除锈污，加焊接电压28V，焊接电流250A，焊接速度4mm/s，采用Ar80％+C0220％气体保护，气体流量20L/min，检测熔敷金属拉伸强度和冲击功，如下表所示：

实施例二

一种高韧性金属芯气体保护焊丝，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.035％、Mn 0.90％、Si 0.55％、Ni 1.08％、Ti 0.05％、Mo 0.40％、S 0.007％、P 0.008％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。

一种高韧性金属芯气体保护焊丝的制造方法，该方法的步骤同实施例一。

焊接试验过程同实施例一，检测熔敷金属拉伸强度和冲击功，如下表所示：

实施例三

一种高韧性金属芯气体保护焊丝，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.045％、Mn 1.20％、Si 0.70％、Ni 1.15％、Ti 0.07％、Mo 0.45％、S 0.007％、P 0.006％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。

Claims

1.一种高韧性金属芯气体保护焊丝，由钢带和药粉混合而成，其特征在于，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.03～0.08％、Mn 0.80～1.20％、Si 0.30～0.80％、Ni 0.80～1.20％、Ti 0.020～0.080％、Mo 0.30～0.50％、S≤0.01％、P≤0.01％，余量为 Fe 及其它杂质；所述高韧性金属芯气体保护焊丝的制造方法，该方法的步骤为：

a、选用宽度为8～12mm，厚度为 0.25 ～ 0.4 mm的碳钢钢带，先将其轧成 U 形，再向 U 形槽中加入粒度为过60目筛子的混合药粉，药粉的填充率,即药粉重量占焊丝总重的20％；

b、将 U 形槽合口，使药粉包裹其中，然后逐次拉拔，将焊丝直径减径至1.6mm。