CN106077998A - 一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：Si 0.5‑0.58％，Mn 0.35‑1.35％，C 0.02‑0.06％，Ti 0.01‑0.35％，Cr 0.05‑0.08％，Y 0.3‑0.25％，Nb 1.8‑2.2％，V 0.15‑0.21％，B 0.004‑0.009％，S≤0.015％，P≤0.015％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。本发明强度高，韧性好，耐腐蚀性能优异。

Description

一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝
技术领域
本发明涉及焊丝技术领域，尤其涉及一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝。
背景技术
目前为满足跨海大桥、军工舰船、石油管线等要求，对焊接接头的耐腐蚀、强度及韧性提出了更高的要求，焊接接头必须具有与基材相当的强韧性及耐候性能，强度级别也要达到500-700MPa。相应的焊接材料也必须同时满足这种要求，并且还要经济性。但目前市场尚无能满足需求的相应焊丝品种。常用的WER44-8I、WER44-8II强度级别为440MPa，远远达不到要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，强度高，韧性好，耐腐蚀性能优异。
本发明提出的一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
优选地，其中Mn、Si的含量满足函数关系式：nSi＝2.115×(nMn-1.42％)2+0.346％；nMn、nSi分别表示Mn、Si在组分中所占重量百分比。
优选地，V与Cr的重量比为0.16-0.2：0.06-0.07。
优选地，Nb与Y的重量比为1.9-2.1：0.26-0.28。
优选地，Si与Mn的重量比为0.52-0.54：1.22-1.28。
优选地，所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
本发明采用上述合金设计，使得钢种具有强韧性、耐腐蚀及极优异的加工性能，焊丝表面不含铜元素，所以用相同的电流电压进行焊接时，焊接飞溅更小，且微量的钛能够细化焊缝晶粒，防止产生气泡及改善焊缝的品质和提高其机械性能，焊接性能和焊缝质量更好。钛的电极电位比铁低，焊丝受表面阳极性镀层的保护，能够增加焊丝的抗腐蚀能力，使焊丝在不采取其他手段的防锈措施下保质期也更长，一般可以达到18个月以上。
Mn与Si在对焊缝金属的强化和韧化过程中起着非常重要的作用，且当Mn与Si相互间含量符合一定关系时，焊缝金属的强度及韧性指标最好，如果Mn、Si的还原反应产物MnO和SiO2残留在金属内部将为形成非金属夹渣物缺陷，因此采用Mn、Si共同脱氧，并控制两者关系，熔点比液态金属低很多，流动性好，可在液态金属凝固之前浮出表面，不会产生非金属夹渣，能较好地控制焊缝金属的强度及韧性。
其中，铬是抗腐蚀性的基本元素，能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性；又能显著提高强度、硬度和耐磨性，但过量的铬含量将会引起碳化物偏析，将导致降低冲击韧性。
镍能提高钢的强度，又能保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力，能提高钢的抗疲劳性能，减少钢对缺口的敏感性，降低钢的低温脆性转变温度。
钛是碳氮化物的形成元素，是钢中的强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性，改善焊接性能。
锰是硬化元素，同时还起到了脱氧和脱硫的作用，但过高的锰容易造成Mn的偏析，从而降低金属的韧性。
硼可以降低固溶氮的含量，因此加入微量的硼可以提高材料的韧性。
钒是碳氮化合物的形成元素，是钢的优良脱氧剂。添加少量的钒可以细化组织晶粒，促进针状铁素体微结构的形成，从而从整体上提高焊接金属的韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。钛与钒复合使用可获得更加细小的晶粒度，而无需在热轧中通过控制来降低精轧温度。
S、P有害元素，会对加工性能产生一些不利影响，主要会降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，还会降低钢的耐腐蚀性能。因此这些元素必须尽可能控制在最小范围内。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
其中Mn、Si的含量满足函数关系式：nSi＝2.115×(nMn-1.42％)2+0.346％；nMn、nSi分别表示Mn、Si在组分中所占重量百分比。
实施例2
一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
实施例3
一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
实施例4
一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
实施例5
一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，其中Mn、Si的含量满足函数关系式：nSi＝2.115×(nMn-1.42％)2+0.346％；nMn、nSi分别表示Mn、Si在组分中所占重量百分比。
3.根据权利要求1-2任一项所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，V与Cr的重量比为0.16-0.2：0.06-0.07。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，Nb与Y的重量比为1.9-2.1：0.26-0.28。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，Si与Mn的重量比为0.52-0.54：1.22-1.28。
6.根据权利要求1-5任一项所述的具有优异韧性的焊接接头用焊丝，其特征在于，其组分按重量百分比包括：
余量为Fe及其它不可避免的杂质。
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