CN102601543A - 一种低碳埋弧焊焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低碳埋弧焊焊丝,焊丝的重量百分比组成为:C:0.05%~0.08%,Mn:1.30%~1.90%,Si:0.10%~0.30%,Mo:0.30%~0.60%,Ni:0.10%~0.20%,Ti:0.02%~0.10%,B:0.002%~0.007%,Cu:≤0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,N:≤0.005%,余量为Fe及少量不可避免的杂质;本发明焊丝具有优良的焊缝金属强度及低温冲击韧性,生产成本低,使用简便、焊接操作成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊丝,特别涉及一种低碳埋弧焊焊丝,属于焊接材料领域。
背景技术
近年来,随着钢材冶炼轧制技术的不断进步,钢材逐渐向高强度、高韧性方向发展,低合金高强度钢是一种具有优异低温冲击韧性、强度高的钢材,可降低材料消耗,减轻结构重量、提高结构的安全性。但在焊接方面,目前却缺少能很好地与之匹配的焊材。目前,焊接60公斤或以上强度级别的低合金高强钢结构所使用的焊丝,其中含有较高的合金元素,合金元素含量过高容易造成焊缝中成分偏析严重,易引发裂纹倾向产生,从而影响焊接质量。因此施工时为了减小裂纹倾向,在焊接操作时需先将母材预热,之后再进行施焊。即使如此,也不能完全避免裂纹倾向的产生。同时,焊丝中的合金元素多含有贵重的金属,如镍元素,或稀土元素等,这些贵重的金属不仅使焊丝保持较高的生产成本,同时也不利于国家稀有资源的节约利用。
发明内容
本发明人经过大量研究实验,开发出了一种低碳埋弧焊焊丝,本焊丝用于焊接相应强度级别管线钢及钢结构制造行业的焊接,使用简便、生产成本低且具有良好的性能。
本发明采用以下技术方案实现:
焊丝的重量百分比组成为:C:0.05%~0.08%,Mn:1.30%~1.90%,Si:0.10%~0.30%,Mo:0.30%~0.60%,Ni:0.10%~0.20%,Ti:0.02%~0.10%,B:0.002%~0.007%,Cu:≤0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,N:≤0.005%,余量为Fe及少量不可避免的杂质;各组分的重量百分比之和为100%。
为了获得更好的效果,优选焊丝的重量百分比组成为:C:0.07%~0.08%,Mn:1.60%~1.90%,Si:0.25%~0.30%,Mo:0.30%~0.50%,Ni:0.10%~0.20%,Ti:0.04%~0.06%,B:0.002%~0.005%,Cu:≤0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,N:≤0.005%,余量为Fe及少量不可避免的杂质。
本发明焊丝制备时没有特殊要求,采用常规的生产工艺即可实现,成品焊丝可以制成任何所需规格。
本发明焊丝中各种元素的主要作用:
C是保证强度的重要因素,过高的C在焊缝中也是致脆元素,随着C含量的增加会促进高碳马氏体的形成,严重影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性,所以在焊丝中要控制碳的含量,将焊丝中的C含量控制在0.05%~0.08%之间。
Si、Mn作为主要的脱氧、脱硫元素,适量的Si、Mn可提高熔敷金属的韧性及强度,加入Si元素还可以起到改善焊接工艺性能的作用,为保证充分的脱氧一般要求焊缝金属中的Si含量大于0.1%,但当焊缝金属中Si的含量大于0.6%时会影响焊缝金属的低温冲击韧性。因此我们控制焊丝中Si含量在0.10%~0.30%之间,焊丝中Mn含量控制在1.30%~1.90%之间,在焊缝金属中可以减少先共析铁素体的数量,促进针状铁素体的形成,提高焊缝金属的人性及强度。
加入Mo元素,在焊缝金属中可以抑制先共析铁素体的形成促进针状铁素体的形成,它们的加入可以降低针状铁素体的转变温度,从而使焊缝金属具有较高的抗拉强度,同时还具有良好的低温冲击韧性。将焊丝中的Mo含量控制在0.30%~0.60%之间。
加入少量的Ni可提高铁素体集体的韧性和促进针状铁素体形成,从而改善焊缝金属抗冷裂性能和提高低温冲击韧性。
加入微量的Ti、B可起到细化晶粒的作用,并可在焊缝凝固过程中与N结合形成TiN、BN从而降低了焊缝金属中固溶氮的含量。
少量Cu元素的加入不仅可以固深强化焊缝金属,而且提高了焊缝金属的耐腐蚀性能,但Cu元素含量过高会降低焊接的电弧稳定性,影响焊缝金属的韧性,在焊接中易产生高温裂纹,因此将焊丝中的Cu含量控制在0.20%以下。
S、P、N作为焊缝金属的杂质元素,含量偏高时会严重影响焊缝金属的韧性,应严格控制。
本发明焊丝的使用:本焊丝配合SJ101焊剂施焊,适用于焊接相应强度级别高强钢结构的焊接,可广泛用于Q550级强度低合金高强钢结构及X80管线钢的焊接。
本发明焊丝的优点和特点是:
1.本发明焊丝具有优良的焊缝金属强度及低温冲击韧性;熔敷金属的力学性能达到抗拉强度60公斤级钢结构焊接要求。
2.本发明焊丝降低了合金元素的加入量,不仅节约了宝贵的资源,也降低了生产成本。
3.采用用本发明焊丝能够降低焊接操作成本。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不限制本发明。
实施例1
组分的重量组成为C:0.07%,Mn:1.85%,Si:0.15%,Mo:0.35%,Ni:0.15%,Ti:0.04%,B:0.003%,Cu:0.005%,S:0.008%,P:0.012%,N:0.003%,其余为Fe及其不可避免的杂质,各组分重量之和为100%。
取各组分后,采用常规工艺制成直径4.0mm焊条。基本过程为:经电炉冶炼后,再经锻造、热轧、退火制成盘条,并检验盘条成分符合要求;然后将盘条经以下步骤制成焊丝:1)去除退火所生成的氧化皮,包括机械去除和化学去除。2)将盘条拔至所需要的直径。3)将半成品焊丝经酸洗、碱洗等工序,去除其表面残留的不洁净物,保证镀铜工序的顺利进行。4)化学镀铜6)水洗、烘干,使焊丝表面洁净干燥。最后,将焊丝缠绕、包装,出厂。
实施例2
按重量取组分C:0.061%,Mn:1.58%,Si:0.30%,Mo:0.15%,Ni:0.20%,Ti:0.05%,B:0.002%,Cu:0.006%,S:0.001%,P:0.010%,N:0.007%,余量为Fe及其不可避免的杂质,各组分重量之和为100%。
采用与实施例1同样的方法制成埋弧焊丝。
实施例3
按重量取组分C:0.07%,Mn:1.75%,Si:0.25%,Mo:0.32%,Ni:0.10%,Ti:0.03%,B:0.002%,Cu:0.010%,S:0.009%,P:0.015%,N:0.005%,余量为Fe及其不可避免的杂质,各组分重量之和为100%;采用与实施例1同样的方法制成埋弧焊丝。
实施例4
按重量取组分C:0.072%,Mn:1.58%,Si:0.26%,Mo:0.32%,Ni:0.10%,Ti:0.06%,B:0.003%,Cu:0.007%,S:0.001%,P:0.010%,N:0.004%,余量为Fe及其不可避免的杂质,各组分重量之和为100%;采用与实施例1同样的方法制成埋弧焊丝。
实验例
对实施例1~4所制备的焊丝进行焊接试验,所得熔敷金属的力学性能如表1所示。
表1
以上数据表明,本发明焊丝所得熔敷金属的力学性能满足抗拉强度600Mpa级高强度钢结构的焊接要求。
Claims (2)
1.一种低碳埋弧焊焊丝,其特征在于其重量百分比组成为:C:0.05%~0.08%,Mn:1.30%~1.90%,Si:0.10%~0.30%,Mo:0.30%~0.60%,Ni:0.10%~0.20%,Ti:0.02%~0.10%,B:0.002%~0.007%,Cu:≤0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,N:≤0.005%,余量为Fe及少量不可避免的杂质;所述各组分的重量百分比之和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种低碳埋弧焊焊丝,其特征在于焊丝的重量百分比组成为:C:0.07%~0.08%,Mn:1.60%~1.90%,Si:0.25%~0.30%,Mo:0.30%~0.50%,Ni:0.10%~0.20%,Ti:0.04%~0.06%,B:0.002%~0.005%,Cu:≤0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.015%,N:≤0.005%,余量为Fe及少量不可避免的杂质;所述各组分的重量百分比之和为100%。
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