CN101664863B

CN101664863B - 耐海水腐蚀埋弧焊丝

Info

Publication number: CN101664863B
Application number: CN 200910272211
Authority: CN
Inventors: 樊兴龙; 李志远
Original assignee: HUBEI HOUWANG WELDING MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HUBEI HOUWANG WELDING MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: CN101664863A

Abstract

一种耐海水腐蚀埋弧焊丝，其特征是该焊丝由下列化学成分按所述质量百分比制成：Cu0.20-0.35％，Cr0.65-1.15％，Ni0.35-0.55％，Mo0.15-0.25％，C0.07-0.11％，Si0.07-0.22％，Mn1.0-1.38％，Nd0.05-0.1％，P≤0.012％，S≤0.012％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明通过对化学成分进行合理的设计，使发明具有耐腐蚀，强度高，韧性好，抗焊接冷裂能力强等特点，其抗拉强度大于600MPa，-40℃的低温冲击性能Axv≥65J。焊接后，成型美观，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷，其焊缝与海洋工程用钢具有很好的匹配效果，从而满足了对焊缝耐海水腐蚀、高强度、高韧性的高要求。

Description

耐海水腐蚀埋弧焊丝

技术领域

本发明涉及焊丝，尤其是涉及一种耐海水腐蚀埋弧焊丝。

背景技术

随着我国海洋事业的发展，海上运输和海上工程用钢材的综合力学性能、耐海水腐蚀性能日益提高，根据海洋工程用钢的焊接需求，作为与海洋工程用钢配套的焊接材料，不仅要具有优良的力学性能和耐海水腐蚀性能，而且要具有较好的工艺适应性。因此对高性能、耐海水腐蚀的焊丝需求很大，然而纵观现有焊接材料，却很少发现品质好、成本低的专业耐海水腐蚀埋弧焊丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐海水腐蚀、具有优良的综合力学性能的埋弧焊丝，以解决现有海洋工程用钢进行埋弧焊时，缺乏专用焊接材料的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：该焊丝由下列化学成分按所述质量百分比制成：Cu0.20-0.35％，Cr0.65-1.15％，Ni0.35-0.55％，Mo0.15-0.25％，C0.07-0.11％，Si0.07-0.22％，Mn1.0-1.38％，Nd0.05-0.1％，P≤0.012％，S≤0.012％，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明各组分优选配比为：Cu0.30％，Cr0.76％，Ni0.40％，Mo0.18％，C 0.09％，Si0.08％，Mn1.35％，Nd0.08％，P≤0.010％，S≤0.011％，余量为铁和不可避免的杂质。

在本发明化学成分中，焊丝中的Cr含量控制在Cr0.65-1.25％内，能提高焊缝的抗氧化性和耐海水腐蚀性。同时可提高焊缝中针状铁素体含量并细化铁素体晶粒，能显著提高焊缝强度和低温韧性。

焊丝中C是强间隙固溶强化元素，可提高强度，但不能依靠其提高强度。将焊丝中碳含量控制在0.07-0.11％，即保持一定的韧性，也获得了良好的焊接性。

焊丝中的Mn含量控制在Mn1.0-1.38％时，在低碳条件下仍可保持较高的塑性及韧性。Mn能推迟奥氏体冷却时铁素体的析出，有效地起到对铁素体固溶强化和细化晶粒作用。

Si与Mn起着联合脱氧作用，可从熔化的金属中以分离氧化和分离汽化作用带走氧，焊丝中Si的含量控制在0.07-0.22％内，具有良好的脱氧效果，同时还可增强焊缝延展性、增大抗张强度。

焊丝中Cu含量控制在0.2％-0.35％内，可提高焊缝的抗大气腐蚀性。

焊丝中Ni含量控制在0.2％-0.6％内，可很好的保持焊缝强度，大大提高焊缝的抗腐蚀性和低温冲击韧性，同时便于控制焊丝成本。此外，焊丝中Mo元素在0.15-0.25％之间时，可降低珠光体转变温度，进一步提高焊缝的强度和硬度。

焊丝中加入一定量的Nd(钕元素)可以使焊缝晶粒细化，与Mn、Mo合金元素协同作用，提高了焊缝的高温性能、耐腐蚀和气密性能。

S、P作为杂质元素，应控制在合理范围内，当焊丝中P＞0.015％时，S＞0.015％时，焊丝的焊接性能及焊缝金属的耐候性将会大大降低。

本发明经过电炉冶炼，扎制，拉丝，镀铜，绕盘等工序制成。

综上所述，本发明通过对化学成分进行合理的设计，使发明具有耐腐蚀，强度高，韧性好，抗焊接冷裂能力强等特点，其抗拉强度大于600MPa，-40℃的低温冲击性能Axv≥65J。焊接后，成型美观，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷，其焊缝与海洋工程用钢具有很好的匹配效果，从而满足了对焊缝耐海水腐蚀、高强度、高韧性的高要求。

具体实施方式

实施例1：按本发明配比计量各组分，其中Fe采用低P、S钢坯，通过200KG真空感应电炉冶炼出焊丝用钢，再经过扎制，拉丝，表面镀铜，绕盘等工序制成4mm的焊丝。该焊丝的化学成分为(Wt％)：Cu0.30％，Cr0.76％，Ni0.40％，Mo0.18％，C 0.09％，Si0.08％，Mn1.35％，Nd0.08％，P≤0.010％，S≤0.011％，余量为铁和不可避免的杂质。

采用上述焊丝，配合SJ101焊剂进行熔敷金属试验。其焊接规范为：焊接电流260-280A，焊接电压32V，焊接速度为23.8cm/分钟，堆敷层数为5层。所得熔敷金属的力学性能为：屈服强度σ_s(Mpa)＝550，抗拉强度σ_b(Mpa)＝630，延伸率δ₅＝23％，Axv，-30℃/J＝83，Axv，-20℃/J＝95。

采用上述焊丝，配合SJ101焊剂进行焊接接头试验。试验时的试板选用宝钢产厚度为16mm的船用钢板，该钢板的化学成分为：C 0.36％，Si0.4％，Mn1.5％，P0.015％，S0.012％，Cu0.35％，Cr0.38，Ni 0.32％，其余为铁和其它不可避免的杂质。该钢板的屈服强度σ_s(Mpa)＝450，抗拉强度σ_b(Mpa)＝552，Axv(-40℃)＝63J。

焊接接头参数为：X型坡口，坡口钝边为2mm，坡口角度为60°。焊前对坡口区域进行了除油、水处理。

焊接规范为：焊接电流220-230A，焊接电压25-27V，焊接速度为25cm/分钟，

焊接后对接头进行外观检查表明：焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷。

焊缝拉伸实验表明：其接头断在焊缝外12cm处，断口情况正常；接头弯曲实验(d＝3a，弯曲180°)显示接头完好，没有裂纹；焊缝系列温度冲击功Axv/J分别为：Axv(-40℃)＝69J，Axv(-30℃)＝75J；Axv(0℃)＝95J，Axv(24℃)＝107J。

实施例2：按本发明所述配比计量各组分，其中Fe采用低P、S钢坯，通过200KG真空感应电炉冶炼出焊丝用钢，再经过扎制，拉丝，表面镀铜，绕盘等工序制成焊丝，该焊丝的化学成分为(Wt％)：Cu0.20％，Cr1.25％，Ni0.35％，Mo0.25％，C 0.07％，Si0.22％，Mn1.38％，Nd0.05％，P≤0.009％，S≤0.009％，余量为铁和不可避免的杂质。

采用上述焊丝，配合SJ101焊剂进行焊接接头试验。试验时的试板选用宝钢产厚度为16mm的船用钢板，其焊接接头、焊接规范参数与实施例1相同。

焊缝拉伸实验表明：其接头断在焊缝外15cm处，断口情况正常；接头弯曲实验(d＝3a，弯曲180°)显示接头完好，没有裂纹；焊缝系列温度冲击功Axv/J分别为：Axv(-40℃)＝65J，Axv(-30℃)＝69J；Axv(0℃)＝92J，Axv(24℃)＝104J。

实施例3：按本发明所述配比计量各组分，其中Fe采用低P、S钢坯，通过200KG真空感应电炉冶炼出焊丝用钢，再经过扎制，拉丝，表面镀铜，绕盘等工序制成焊丝，该焊丝的化学成分为(Wt％)：Cu0.35％，Cr0.80％，Ni0.55％，Mo0.15％，C 0.11％，Si0.15％，Mn1.0％，Nd0.1％，P≤0.008％，S≤0.009％，余量为铁和不可避免的杂质。

采用上述焊丝，配合SJ101焊剂进行焊接接头试验。试验时的试板选用宝钢产厚度为16mm的船用钢板，其焊接接头、焊接规范参数与实施例1相同。焊接后对接头进行外观检查表明：焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷。

焊缝拉伸实验表明：其接头断在焊缝外16cm处，断口情况正常；接头弯曲实验(d＝3a，弯曲180°)显示接头完好，没有裂纹；焊缝系列温度冲击功Axv/J分别为：Axv(-40℃)＝67J，Axv(-30℃)＝73J；Axv(0℃)＝95J，Axv(24℃)＝105J。

Claims

1.一种耐海水腐蚀埋弧焊丝，其特征是该焊丝由下列化学成分按所述质量百分比制成：Cu0.20-0.35％，Cr0.65-1.15％，Ni0.35-0.55％，Mo0.15-0.25％，C0.07-0.11％，Si0.07-0.22％，Mn1.0-1.38％，Nd0.05-0.1％，P≤0.012％，S≤0.012％，余量为铁和不可避免的杂质。

2.据权利要求1所述的耐海水腐蚀埋弧焊丝，其特征是由下列化学成分按所述质量百分比制成：Cu0.30％，Cr0.76％，Ni0.40％，Mo0.18％，C 0.09％，Si0.08％，Mn1.35％，Nd0.08％，P≤0.010％，S≤0.011％，余量为铁和不可避免的杂质。