CN106392373B - 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝 - Google Patents

一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝 Download PDF

Info

Publication number
CN106392373B
CN106392373B CN201611023016.XA CN201611023016A CN106392373B CN 106392373 B CN106392373 B CN 106392373B CN 201611023016 A CN201611023016 A CN 201611023016A CN 106392373 B CN106392373 B CN 106392373B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding wire
engineering machinery
welding
strength
gas shielded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611023016.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106392373A (zh
Inventor
魏金山
安同邦
田志凌
马成勇
肖红军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Iron and Steel Research Institute
Original Assignee
Central Iron and Steel Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Iron and Steel Research Institute filed Critical Central Iron and Steel Research Institute
Priority to CN201611023016.XA priority Critical patent/CN106392373B/zh
Publication of CN106392373A publication Critical patent/CN106392373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106392373B publication Critical patent/CN106392373B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明属于材料加工领域，特别涉及一种1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强钢的高强度高韧性实心焊丝。焊丝化学成分按质量百分比为：C 0.06～0.10，Si+Mn 1.6～2.5，Ni 1.8～2.5，Mo 0.5～1.0，Cr 0.3～0.6，Al 0.01～0.04，Ti 0.05～1.0，P≤0.01，S≤0.01，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明的气体保护焊实心焊丝可采用熔化极活性气体保护焊，焊接电弧稳定，焊缝成形美观，可获得高强度高韧性的焊缝金属，在保证强度的同时，具备优异的冲击韧性。焊缝金属为混合板条马氏体/贝氏体组织，其熔敷金属力学性能为：屈服强度大于950MPa，抗拉强度大于1100MPa，‑40℃冲击吸收功大于40J。

Description

一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝
技术领域
本发明涉及一种气体保护焊实心焊丝，属于材料加工领域，特别涉及一种1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强钢的高强度高韧性实心焊丝。
背景技术
随着工程机械行业的高速发展和高强钢的广泛使用，工程机械设备不断向大型化、轻量化、高参数化方向发展，采用高强钢制造大型工程机械结构件已成为不可逆转的趋势。目前，600MPa级高强钢已逐步退出工程机械大型结构件的制造，890MPa级及以上级别钢已成为需求的主流，而1000MPa级及以上高强钢因其强度高、韧性好的特点，可满足工程机械关键结构件及高强耐磨钢的需求，使用量明显上升，已成为大型工程机械、矿山设备制造不可缺少的结构钢材料。目前，尚无国产1000MPa级工程机械用高强气体保护实心焊丝，现有在用焊材无法满足1000MPa级及以上强度级别高强钢焊接的要求。
熔化极活性气体保护焊(MAG)由于焊接质量好、效率高等特点，在1000MPa级工程机械用钢焊接中得到广泛使用，通常采用强度级别相匹配的高强焊丝进行焊接。但现有的焊接材料中能保证焊缝金属屈服强度大于900MPa、抗拉强度大于1100MPa的气体保护焊实心焊丝极少。例如我国公开的“一种900MPa级高性能气体保护焊丝”(CN101722382A)发明专利中，其屈服强度小于900MPa，抗拉强度不超过950MPa，难以满足1000MPa级高强钢等强匹配的要求；“用于1000MPa级工程机械用钢的高强韧实芯焊丝”(CN102626836A)专利技术中，其屈服强度小于900MPa，难以满足Q960及以上强度级别高强钢的焊接；“一种屈服强度900MPa级别的气体保护焊丝”(CN103056550A)专利技术中，虽然其屈服强度大于950MPa，但抗拉强度不超过1100MPa，焊缝屈强比过高，导致塑性裕量不足。
目前，国内没有适用于1000MPa级工程机械用高强钢的气体保护实心焊丝。因此，亟待开发出一种满足1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强钢焊接要求的气体保护实心焊丝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体保护实心焊丝，特别涉及一种适用于1000MPa级工程机械用高强钢焊接用气体保护焊丝，焊缝金属在焊态下具有优良的强韧性匹配，可满足1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强钢的焊接。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝，焊丝化学成分按质量百分比为：C 0.06～0.10，Si+Mn 1.6～2.5，Ni 1.8～2.5，Mo 0.5～1.0，Cr 0.3～0.6，Al 0.01～0.04，Ti 0.043～1.0，P≤0.01，S≤0.01，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
所述焊丝采用熔化极活性气体保护焊，保护气为Ar+20％CO2，焊态下熔敷金属力学性能为：抗拉强度Rm≥1100MPa，屈服强度Rp0.2≥950MPa，断后伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥50％，-40℃KV2≥40J。
焊丝化学成分按质量百分比为：C 0.087～0.089，Si+Mn 1.91～1.94，Ni 2.31～2.42，Mo 0.84～0.86，Cr 0.54～0.56，Al 0.02～0.03，Ti 0.043～0.065，P 0.006～0.009，S 0.002～0.004，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
该焊丝焊态下熔敷金属力学性能为：抗拉强度Rm 1115～1160MPa，屈服强度Rp0.2≥980～986MPa，断后伸长率A16.5～17％，断面收缩率Z 52～59％，-40℃KV2 41.3～52J。
该焊丝熔敷金属组织为细小的板条马氏体和贝氏体混合组织。
该焊丝主要用于1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强度钢板的焊接。
其中，具体化学成分的限定理由如下：
C：为了保证强度，焊丝必须加入适量的C，但C含量过高将显著增大淬硬倾向、增加冷裂敏感性以及降低韧性和塑性。为了保证焊缝金属具有良好的塑韧性和较低的淬硬倾向，本发明焊丝C含量控制范围为0.01～0.08％。
Si-Mn：本焊丝采用Si-Mn联合脱氧，将Si-Mn控制在合适的范围内一方面可起到固溶强化作用，另一方面可满足焊接抗气孔性能的需求，可得到强韧性匹配的最佳焊缝。因此本发明焊丝Si+Mn总量控制范围为1.5～2.5％。
Ni：为获得较好的韧性，高强焊缝中通常含有适量的Ni，Ni可增加层错能，减小低温时的摩擦阻力和钉扎常数，促进螺型位错交滑移，增加裂纹扩展消耗功，提高焊缝的低温韧性，降低韧脆转变温度。但Ni是比较昂贵的合金元素，考虑到降低焊丝的成本和保证材料韧性的要求，本发明焊丝Ni含量控制范围为1.8～2.5％。
Cr：Cr为铁素体形成元素，能够降低组织相变温度，并具有一定的固溶强化作用，可以提高焊缝的淬透性。随着Cr含量的增加，焊缝硬度和强度也随之增加，而塑韧性降低。本发明焊丝限定Cr含量控制范围为0.3～0.6％。
Mo：Mo能有效增加焊缝的强度，是中强碳化物形成元素，可推迟先共析铁素体转变，抑制珠光体生成，有利于低温贝氏体组织的形成。本发明焊丝限定Mo含量控制范围为量0.5～1.0％。
P、S等杂质元素：P、S等杂质元素含量越低，焊缝的纯净度越高，性能越好，因此本发明焊丝P和S控制范围分别为不大于0.010％和不大于0.010％。
Al：Al是强氧化物形成元素，焊丝中适当的Al含量可降低其它元素的烧损。另外，Al还具有一定的细化晶粒的作用，适量的Al含量能促进中低温转变组织针状铁素体和板条贝氏体组织的生成，改善焊缝韧性。本发明焊丝限定Al含量控制范围为0.01～0.04％。
Ti：Ti为强脱氧元素，焊缝中尺寸适宜的氧化钛可促进中低温转变组织针状铁素体和板条贝氏体组织的形成，提高焊缝金属强韧韧性。但含量过高Ti会降低焊缝的低温韧性和延伸率。因此，本发明焊丝Ti含量控制范围为0.043～1.0％。
根据微合金化原理，并通过合理选取合金元素，可获得焊缝中细小的板条马氏体/贝氏体混合组织，这种混合组织能够满足对焊缝强韧性匹配优异的要求。
本发明的有益效果在于：
1)本发明焊丝为气体保护实心焊丝，适用1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强钢的焊接，焊前不需要预热，焊缝金属在焊态具备优异的强韧性匹配：抗拉强度Rm≥1100MPa，屈服强度Rp0.2≥950MPa，断后伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥50％，-40℃KV2≥40J。同时，焊缝硬度为358～381(HV5)，由于优良的耐磨性，也可用于1000MPa工程机械耐磨钢的焊接；
2)本发明为无镀铜实心焊丝，具有优良的焊接工艺性。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步对本发明的具体实施方式作详细描述。
本发明的1000MPa级工程机械用高强钢气体保护实心焊丝，其化学成分按质量百分比为：C 0.06～0.10，Si+Mn 1.6～2.5，Ni 1.8～2.5，Mo 0.5～1.0，Cr 0.3～0.6，Al0.01～0.04，Ti 0.043～1.0，P≤0.01，S≤0.01，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
在本发明高强度高韧性气体保护焊丝成分范围内，冶炼了3炉焊丝钢，分别为实施例1、实施例2和实施例3。对冶炼好的钢锭轧制成盘条，再进行热处理、拉拔，最终获得Ф1.2mm的焊丝，其焊丝成分见表1。
表1实施例焊丝化学成分(质量百分数)
采用上述3种焊丝(实施例1、实施例2、实施例3)进行气体保护焊接，保护气为80％Ar+20％CO2，气体流量为20L/min，焊接热输入13KJ/cm，道间温度为100℃。焊丝熔敷金属组织为板条马氏体/贝氏体混合组织，其力学性能见表2。
表2实施例焊丝熔敷金属力学性能

Claims (4)

1.一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝，其特征在于，焊丝化学成分按质量百分比为：C 0.087～0.089，Si+Mn 1.91～1.94，Ni 2.31～2.42，Mo 0.84～0.86，Cr0.54～0.56，Al 0.02～0.03，Ti 0.043～0.065，P 0.006～0.009，S 0.002～0.004，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
所述焊丝采用熔化极活性气体保护焊，保护气为Ar+20％CO2，焊态下熔敷金属力学性能为：抗拉强度Rm≥1100MPa，屈服强度Rp0.2≥950MPa，断后伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥50％，-40℃KV2≥40J。
2.如权利要求1所述的一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝，其特征在于：该焊丝焊态下熔敷金属力学性能为：抗拉强度Rm 1115～1160MPa，屈服强度Rp0.2 980～986MPa，断后伸长率A 16.5～17％，断面收缩率Z 52～59％，-40℃KV2 41.3～52J。
3.如权利要求1所述的一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝，其特征在于：该焊丝熔敷金属组织为细小的板条马氏体和贝氏体混合组织。
4.如权利要求1所述的一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝，其特征在于，用于1000MPa级及以上强度级别工程机械用高强度钢板的焊接。
CN201611023016.XA 2016-11-18 2016-11-18 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝 Active CN106392373B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611023016.XA CN106392373B (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611023016.XA CN106392373B (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106392373A CN106392373A (zh) 2017-02-15
CN106392373B true CN106392373B (zh) 2019-06-28

Family

ID=58068973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611023016.XA Active CN106392373B (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106392373B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109807493B (zh) * 2018-11-21 2021-09-07 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种超高强度工程机械钢板用气体保护实心焊丝及其应用
CN110076477B (zh) * 2019-04-26 2021-07-23 北京工业大学 一种多道焊熔敷金属获得复相分割微观结构和高强韧性的方法
CN110076430B (zh) * 2019-05-24 2021-07-13 武汉钢铁有限公司 一种厚度≥40mm的1000MPa钢板的气保护焊接方法
CN111408812A (zh) * 2020-05-14 2020-07-14 中煤北京煤矿机械有限责任公司 一种用于焊接900MPa等级厚板的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103331529B (zh) * 2013-06-14 2016-01-20 武汉钢铁(集团)公司 一种抗拉强度≥1100MPa的混合气保焊丝及其使用方法
JP6054286B2 (ja) * 2013-12-20 2016-12-27 日鐵住金溶接工業株式会社 ７８０ＭＰａ級高張力鋼のサブマージアーク溶接方法
JP2015167991A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 日鐵住金溶接工業株式会社 炭酸ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ
CN105458549A (zh) * 2015-12-18 2016-04-06 钢铁研究总院 一种用于反应堆支承结构钢的埋弧焊丝

Also Published As

Publication number Publication date
CN106392373A (zh) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104607819B (zh) 一种气体保护焊丝及其制造方法
CN100441364C (zh) 低合金超高强度钢用高韧性埋弧焊丝
CN106312372B (zh) 一种1000MPa高强钢焊接用气保护实心焊丝及其制备与焊接方法
CN106392373B (zh) 一种1000MPa级工程机械用高强度气体保护实心焊丝
CN100537118C (zh) 管线钢用埋弧焊丝
WO2016095720A1 (zh) 一种屈服强度800MPa级别高强钢及其生产方法
CN101987403B (zh) 一种900MPa级高性能气体保护焊丝
CN101722386B (zh) 一种高强高韧性气体保护焊丝
CN103706960B (zh) 一种控铁素体的消应力热处理的不锈钢焊条
CN102152025B (zh) 一种抗拉强度900MPa级的气体保护焊丝
CN104493374A (zh) 一种奥氏体不锈钢焊丝及其焊接工艺
CN103056548B (zh) 高强耐热钢气体保护实芯焊丝
CN101722382A (zh) 焊后需调质处理的高强度气体保护焊焊丝
CN102294554A (zh) -40℃具有良好冲击性能的80Kg级气体保护焊丝及盘条
CN103331529A (zh) 一种抗拉强度≥1100MPa的混合气保焊丝及其使用方法
CN101518857B (zh) 石油、天然气输送管道专用焊丝
CN102363238A (zh) 一种低温海工用厚板埋弧焊焊接工艺
CN107052617A (zh) 一种1000MPa级高强度全位置超低氢药芯焊丝及其焊接方法
CN103600178B (zh) 一种高强度耐候钢气体保护实芯焊丝
CN107009047A (zh) 一种高强钢气体保护电弧焊用实心焊丝
CN107914097A (zh) 高强钢气保焊用药芯焊丝
CN1328897A (zh) 微钛硼高韧性气体保护焊丝
CN107914100A (zh) 高强钢气保焊用药芯焊丝
CN109014653A (zh) 一种可消应力处理的高强气体保护焊丝
CN109807493A (zh) 一种超高强度工程机械钢板用气体保护实心焊丝及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant