CN103769767A - 一种气体保护焊焊丝的制备方法 - Google Patents

一种气体保护焊焊丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气体保护焊焊丝的制备方法，所述焊丝由C、Si、Mn、P、S、Nb、Ti、Ca、Ni、N、O和Fe组成；所述制备方法为：1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1160～1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度880～900℃；3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。本发明通过合理的组份及配比，低合金元素设计，生产出的焊丝具备优良的强韧性匹配，采用本发明的焊丝焊接后，焊缝具有高强度(Rm≥750MPa)和优良的低温韧性(-20℃Akv≥200J)。

Description

一种气体保护焊焊丝的制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种气体保护焊焊丝的制备方法。
背景技术
气体保护焊接易于自动化、焊丝熔敷率高、焊缝成形好，因此得到广泛应用。随着现代管线、压力容器、桥梁钢所要求的韧性越来越高，焊接接头的性能也要与之相匹配。焊缝组织一般含先共析铁素体、针状铁素体、贝氏体、马氏体等，随着合金元素的增加，先共析铁素体减少，针状铁素体增加，直至出现贝氏体、马氏体等。焊缝具有铸态特征，其强韧化主要靠合金化来实现。随着焊缝中合金元素的增加，焊缝的强度增加而焊缝韧性一般呈下降趋势。为了提高气保焊缝的韧性，传统的方法是研究各种主合金元素如Ni、Mo等的的合适匹配焊丝，但是，使用较高的Ni及Mo含量，使焊丝成本过高。近来，微合金化技术开始用于提高焊缝韧性，主要包括添加Ti、B等元素，其主要原理是，B在晶界上聚集降低晶界能，抵制先共析铁素体的生成和长大，Ti有定N的的作用，TiN作为形核质点促进晶内针状铁素体的形成从而保护了B。但如果仅控制Ti、B的含量，焊丝合金化受到很大局限，焊缝韧性仍有较大的波动，而不能保证焊缝韧性达到较高水平。
中国专利公开号为CN101704170A的发明专利申请公开了一种高韧性气体保护焊焊丝及其制备方法和使用方法，并具体公开了该焊丝的化学成份按重量百分数计为：C：0.05～0.09，Mn：0.9～2.0，Si：0.40～0.65，Ni：0.01～1.0，Cu：0.01～0.3，Cr：0.01～0.35，Mo：0.01～0.3，Ti：0.01～0.15，P≤0.020，S≤0.015，O：0.001～0.005，Als：0.005～0.025，Ca：0.005～0.025，其余为Fe及不可避免的杂质，该焊丝同时还满足碳当量CE＝0.38～0.50％，其中：CE＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5。虽然其韧性具有一定的改善，但其仍不能满足某些钢种的焊接需求，并且实践表明，其强度具有一定的下降，因此，该焊丝仍然有进一步改进的必要。
发明内容
本发明的目的在于提出一种气体保护焊焊丝的制备方法，采用该方法制备的焊丝焊接的焊缝具有比现有技术更高的韧性，但并不牺牲强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种气体保护焊焊丝的制备方法，所述焊丝以重量百分数计由下列组份组成：C：0.12～0.18％、Si：0.40～0.60％、Mn：0.40～0.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.07～0.09％、Ti：0.04～0.06％、Ca：0.015～0.035％；Ni：1.1～1.3%、N：0.0020～0.0060％、O：0.0020～0.0060％，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述制备方法为：
1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；
2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1160～1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度880～900℃；
3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。
本发明焊丝是以化学成分基于低C、Si、Mn等合金元素的设计，辅以Nb、Ti等微合金元素，对焊丝产生细晶强化及沉淀强化作用，同时降低了合金化成本，降低了生产成本；添加微量Ca净化钢质并改变夹杂物的形态，可对夹杂物产生变性作用，提高焊丝力学性能；添加适量的Ni，在提高韧性的同时保持较高的强度。利用合理的轧制工艺，获得良好的强韧性匹配的高强焊丝。利用控制轧制得到铁素体加珠光体复合组织，同时利用Nb的复合沉淀析出作用获取高强度。本发明焊丝经控制轧制后，具有优良的强韧性匹配，具有强度高、优良的低温韧性。
本发明钢具有如下有益效果：
1）通过合理的组份及配比，低合金元素设计，生产出的焊丝具备优良的强韧性匹配，采用本发明的焊丝焊接后，焊缝具有高强度(Rm≥750MPa)和优良的低温韧性(-20℃Akv≥200J)。
2）利用本发明的制备方法制备时，生产工艺稳定，易于控制，产品合格率高。
具体实施方式
实施例一
一种气体保护焊焊丝的制备方法，所述焊丝以重量百分数计由下列组份组成：C：0.12％、Si：0.60％、Mn：0.40％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.09％、Ti：0.04％、Ca：0.035％；Ni：1.1%、N：0.0060％、O：0.0020％，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述制备方法为：
1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；
2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1160℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度900℃；
3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。
实施例二
一种气体保护焊焊丝的制备方法，所述焊丝以重量百分数计由下列组份组成：C：0.18％、Si：0.40％、Mn：0.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.07％、Ti：0.06％、Ca：0.015％；Ni：1.3%、N：0.0020％、O：0.0060％，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述制备方法为：
1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；
2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度880℃；
3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。
实施例三
一种气体保护焊焊丝的制备方法，所述焊丝以重量百分数计由下列组份组成：C：0.15％、Si：0.50％、Mn：0.45％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.08％、Ti：0.05％、Ca：0.025％；Ni：1.2%、N：0.0040％、O：0.0040％，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述制备方法为：
1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；
2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1170℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度890℃；
3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。

Claims (1)

1.一种气体保护焊焊丝的制备方法，其特征在于，所述焊丝以重量百分数计由下列组份组成：C：0.12～0.18％、Si：0.40～0.60％、Mn：0.40～0.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.07～0.09％、Ti：0.04～0.06％、Ca：0.015～0.035％；Ni：1.1～1.3%、N：0.0020～0.0060％、O：0.0020～0.0060％，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述制备方法为：
1）通过铁水脱硫、转炉顶底吹炼、真空深处理及成分微调制成上述成份的铸坯；
2）控制轧制：所述控制轧制方法为：开轧温度1160～1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度880～900℃；
3）控制冷却：控制焊丝冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温，即可检验交货。
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