CN102069321B

CN102069321B - 一种60公斤级钢用气体保护焊丝

Info

Publication number: CN102069321B
Application number: CN2011100036688A
Authority: CN
Inventors: 卢伟; 吕奎清; 赵华中
Original assignee: Wuhan Tiemiao Welding Materials Co Ltd
Current assignee: Wuhan Tiemiao Welding Materials Co Ltd
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2031-01-10
Also published as: CN102069321A

Abstract

本发明公开了一种低成本60公斤级钢用气体保护焊丝，由下列重量配比的成份组成：C：0.06～0.15％，Si：0.80～0.90％，Mn：1.85～2.10％，Cr：0.1～0.3％，Ti：0.08～0.10％，V：0.01～0.06％，S≤0.015％，P≤0.015％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明极大地降低了焊丝的原材料成本，提高了焊缝强度，并极大的改善了焊接工艺性能，可以适用多种保护气体进行焊接。本发明的焊丝焊接时，电弧稳定，飞溅小，无气孔，成型美观，焊缝力学性能优良，极大满足抗拉强度不小于600Mpa的工程机械、煤矿机械、铁路桥梁以及建筑用钢的焊接要求。

Description

一种60公斤级钢用气体保护焊丝

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，具体地说，是一种低成本60公斤级钢用气体保护焊丝。

背景技术

低合金高强度钢是一种优异的低温冲击韧性和高强度的钢材，具有降低材料消耗、减轻结构重量、提高结构性能和安全性的优点，因此已被工程机械、煤矿机械、铁路桥梁以及建筑用钢等工程广泛使用。该种钢材的抗拉强度为600Mpa左右，称60公斤级钢。

随着科学技术和市场的发展，市场上的60公斤级用高强度焊丝品种已经越来越多，各厂家为了争夺市场，纷纷采用各种办法降低焊丝成本，而采用低成本盘元则是其中最有效的途径。目前，关于低成本的60公斤级高强焊丝盘元比较多，主要有中国发明专利公开号分别为CN101020279A和CN101239426A等几种，这几类盘元均避免了使用Ni、Mo等贵重金属元素作为强化因子，大大的降低了原材料成本，从而达到提高强度而降低整个焊丝成本的目的。但专利CN101239426A中公开的焊丝，是以V和Nb来细化晶粒，从而达到提高强度的目的，而由于这两种元素在盘元中的质量比例太低，在炼钢过程中，其分散度不好控制，容易造成焊丝成分不均匀，从而引起力学性能不稳定的问题；而CN101020279A中公开的焊丝，由于其微合金元素的配比不甚合理，该焊丝只能在富氩气体保护下使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、高强度，可以适用多样化的保护气体，焊接工艺性能好的60公斤级钢用气体保护焊丝。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低成本60公斤级钢用气体保护焊丝，由下列重量配比的成份组成：

C：0.06～0.15%，Si：0.80～0.90%，Mn：1.85～2.10%，Cr：0.1～0.3%，Ti：0.08～0.10%，V：0.01～0.06%，S≤0.015%，P≤0.015%，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，本发明的焊丝由下列重量配比的成份组成：

C：0.15%，Si：0.85%，Mn：1.92%，Cr：0.13%，Ti：0.09%，V：0.02%，S：0.011%，P：0.011%，余量为铁和不可避免的杂质。

所述焊丝为实芯焊丝。

本发明还提供一种使用上述焊丝进行焊接的方法，该焊丝焊接时用CO2气体保护，焊接电流210～240A，焊接电压24～28V。

本发明还提供另一种使用上述焊丝进行焊接的方法，该焊丝焊接时用富氩气体保护，焊接电流260～320A，焊接电压28～31V。

其中，所述富氩气由下列体积百分比的成分组成： Ar：80%； CO2：20%。

本发明极大地降低了焊丝的原材料成本，提高了焊缝强度，并极大的改善了焊接工艺性能，可以适用多种保护气体进行焊接。本发明的焊丝焊接时，电弧稳定，飞溅小，无气孔，成型美观，焊缝力学性能优良，极大满足抗拉强度不小于600Mpa的工程机械、煤矿机械、铁路桥梁以及建筑用钢的焊接要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的60公斤级钢用气体保护焊丝由下列化学成分按质量百分比制成：C：0.06～0.15%，Si：0.80～0.90%，Mn：1.85～2.10%，Cr：0.1～0.3%，Ti：0.08～0.10%，V：0.01～0.06%，S≤0.015%，P≤0.015%，余量为铁和不可避免的杂质。

作为优选，在本发明组成中，C：0.15%，Si：0.85%，Mn：1.92%，Cr：0.13%，Ti：0.09%，V：0.02%，S：0.011%，P：0.011%，余量为铁和不可避免的杂质。

所述焊丝为实芯焊丝。

在本发明化学成分中，焊丝中的C是保证焊丝强度的主要元素之一，适量的C可保证焊缝金属具有一定强韧度和良好的淬透性，但是含量超过0.15%时，可焊性差，飞溅大，焊接工艺性能差；含量小于0.06%时，焊缝强度低，达不到焊缝力学性能要求。

Mn也是保证焊丝强度的主要元素之一，适量的Mn可改善焊接性能并增加焊缝强度以及耐磨损性能。同时还可推迟奥氏体的转变温度，有助于焊缝生成纹理结构，提高低温冲击韧性。适量的Mn与Si起着联合脱氧的作用，避免焊缝中产生气孔等缺陷。Mn含量超过2.1%时，容易造成Mn偏析，在偏析区易产生M-A岛状组织，从而降低焊缝金属的韧性；Mn含量低于1.85%时，会使得焊缝强度不够。

Si与Mn联合脱氧，保证焊缝质量。Si含量超过0.9%时，焊接时焊渣较多，使得引弧不良；Si含量低于0.8%时，会造成脱氧不足，容易形成气孔。

Cr在本发明中，起着保证焊缝强度的辅助作用。适量的Cr可以极大的促进焊缝强度。过高的Cr一方面增加了焊丝成本，同时，过高的Cr使得焊接工艺性能变差，飞溅增加。

V在本发明中，起着保证焊缝强度的辅助作用。适量的V可以保证焊缝强度。

适量的Ti主要起稳弧的作用，当Ti含量大于0.10%，铁水较粘，盘条外观质量差，焊丝生产过程不顺畅。

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，焊丝的焊接性能将会大大降低。

本发明经过电炉冶炼，轧制，拉丝，镀铜，层绕等工序制成。

综上所述，本发明通过使用C、Mn元素进行焊缝强度强化，以极少量的Cr和V作为焊缝强化补充，以Ti元素和表面良好的镀铜质量来达到改善由C、Mn以及Cr元素引起的焊接工艺性能差，飞溅大的缺点，极大的降低了焊丝的原材料成本，提高了焊缝强度，并极大的改善了焊接工艺性能。该优选方案焊丝采用CO₂气体保护时，抗拉强度达到645Mpa，-20℃Akv冲击值达90J以上；该优选方案焊丝采用富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护时，抗拉强度达到690Mpa，-40℃Akv冲击值达60J以上。该焊丝焊接时，电弧稳定，飞溅小，无气孔，成型美观，焊缝力学性能优良，极大满足抗拉强度不小于600Mpa的工程机械、煤矿机械、铁路桥梁以及建筑用钢的焊接要求。

下面举例说明：

实施例1：采用50Kg真空感应电炉冶炼焊丝用钢，再经过轧制，拉丝，镀铜，层绕等工序制成直径为1.175mm的焊丝。该焊丝的主要化学成分（质量百分比）为C：0.15%，Si：0.85%，Mn：1.92%，Cr：0.13%，Ti：0.09%，V：0.02%，S：0.011%，P：0.011%，余量为铁和不可避免的杂质。

以富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为260～280A，焊接电压28V，焊接速度25cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度690Mpa，屈服强度585Mpa，延伸率23%，熔敷金属-40℃冲击功62J。

以CO₂气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为210～230A，焊接电压26V，焊接速度27.4cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度645Mpa，屈服强度565Mpa，延伸率21%，熔敷金属-20℃冲击功96J。

实施例2：采用50Kg真空感应电炉冶炼焊丝用钢，再经过轧制，拉丝，镀铜，层绕等工序制成直径为1.175mm的焊丝。该焊丝的主要化学成分（质量百分比）为C：0.08%，Si：0.83%，Mn：1.85%，Cr：0.26%，Ti：0.08%，V：0.01%，S：0.010%，P：0.013%，余量为铁和不可避免的杂质。

以富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为260～280A，焊接电压28V，焊接速度26.2cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度698Mpa，屈服强度600Mpa，延伸率21%，熔敷金属-40℃冲击功78J。

以CO₂气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为220～240A，焊接电压28V，焊接速度24.7cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度655Mpa，屈服强度580Mpa，延伸率22%，熔敷金属-20℃冲击功113J。

实施例3：采用50Kg真空感应电炉冶炼焊丝用钢，再经过轧制，拉丝，镀铜，层绕等工序制成直径为1.175mm焊丝。该焊丝的主要化学成分（质量百分比）为C：0.06%，Si：0.80%，Mn：2.10%，Cr：0.10%，Ti：0.080%，V：0.06%，S：0.015%，P：0.011%，余量为铁和不可避免的杂质。

以富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为300～320A，焊接电压31V，焊接速度28cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度725Mpa，屈服强度600Mpa，延伸率22%，熔敷金属-40℃冲击功87J。

以CO₂气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为210～230A，焊接电压24V，焊接速度28cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度660Mpa，屈服强度585Mpa，延伸率21%，熔敷金属-20℃冲击功104J。

实施例4：采用50Kg真空感应电炉冶炼焊丝用钢，再经过轧制，拉丝，镀铜，层绕等工序制成直径为1.175mm焊丝。该焊丝的主要化学成分（质量百分比）为C：0.08%，Si：0.90%，Mn：1.95%，Cr：0.30%，Ti：0.10%，V：0.01%，S：0.010%，P：0.015%，余量为铁和不可避免的杂质。

以富氩（80%Ar+20%CO₂）气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为260～280A，焊接电压28V，焊接速度25cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度700Mpa，屈服强度610Mpa，延伸率23%，熔敷金属-40℃冲击功75J。

以CO₂气体保护，采用上述焊丝进行焊接试验，焊接电流为210～230A，焊接电压26V，焊接速度28cm/min。所得熔敷金属力学性能为抗拉强度672Mpa，屈服强度615Mpa，延伸率21%，熔敷金属-20℃冲击功115J。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种60公斤级钢用气体保护焊丝，其特征在于，由下列重量配比的成份组成：

2.根据权利要求1所述的60公斤级钢用气体保护焊丝，其特征在于，由下列重量配比的成份组成：

3.根据权利要求1或2所述的60公斤级钢用气体保护焊丝，其特征在于，所述焊丝为实芯焊丝。

4.一种使用权利要求1~3任意一项所述的焊丝进行焊接的方法，其特征在于，该焊丝焊接时用CO₂气体保护，焊接电流210～240A，焊接电压24～28V。

5.一种使用权利要求1~3任意一项所述的焊丝进行焊接的方法，其特征在于，该焊丝焊接时用富氩气体保护，焊接电流260～320A，焊接电压28～31V。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富氩气体由下列体积百分比的成分组成： Ar：80%； CO₂：20%。