CN106493486A

CN106493486A - 一种耐低温冲击的低合金钢电焊条

Info

Publication number: CN106493486A
Application number: CN201611163903.7A
Authority: CN
Inventors: 蔡鸿祥; 陈国栋; 王登峰
Original assignee: KUNSHAN GINTUNE WELDING CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN GINTUNE WELDING CO Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-03-15

Abstract

本发明公布了一种耐低温冲击的低合金钢电焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂敷于焊芯外壁，本发明焊条熔敷金属化学成分的重量百分比为：C：≤0.10％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.5～1.25％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Ni：3.50～3.70％，Ti：≤0.01％，剩余为Fe。本发明焊条在‑85℃时的冲击值≥90J，满足‑85℃的焊接要求，同时可适应低后热或无后热焊接。

Description

一种耐低温冲击的低合金钢电焊条

技术领域

本发明属于焊接材料领域，特别涉及一种耐低温冲击的低合金钢电焊条。

背景技术

自80年代后期起，我国以大型乙烯、合成氨及城市煤气装置中的低温设备国产化为目的，对低温钢及其应用技术列出了专门的研究开发项目，其中以含质量分数3.5％Ni的3.5Ni钢的应用为首选重点项目。3.5Ni钢是含Ni系列低温钢中的一种，其最低使用温度一般可达-101℃(调质态的最低使用温度可达-120℃)，广泛应用于-80～-101℃低温设备的制造。而与之对应的焊接材料的开发与选择尤为重要。

目前所用的相应焊接材料很大程度上依赖进口，主要问题是国内焊材例如W707等焊材，-70℃的使用温度基本上已经是极限温度，不能满足-85℃的温度需求。

发明内容

本发明提供了一种耐低温冲击的低合金钢电焊条，-85℃时的冲击值≥90J，满足-85℃的焊接要求，同时可适应低后热或无后热焊接。

本发明的技术方案是，一种耐低温冲击的低合金钢电焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂敷于焊芯外壁，按照重量百分比，所述焊芯具体化学成分如下：

按照重量百分比，所述药皮的化学成分如下：

所述耐低温冲击的低合金钢电焊条的熔敷金属化学成分的重量百分比为：C：≤0.10％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.5～1.25％，P：≤0.01％，S：≤0.01％，Ni：3.50～3.70％，Ti：≤0.01％，剩余为Fe。

所述耐低温冲击的低合金钢电焊条的熔敷金属在-85℃冲击值达到90J以上。

本发明焊条的熔敷金属化学成分中，对各元素的限定理由分别叙述如下：

C对提高熔敷金属强度效果明显，但其含量过高对焊接性明显不利，为了获得高强度的焊缝金属，并具有一定韧性的抗裂性，将碳限定在C≤0.10％。

Si是焊接过程中有效的脱氧元素，当Si＜0.20％时焊缝中容易产生气孔、夹渣等焊接缺陷，当Si含量＞0.50％时，则对焊缝金属的低温韧性有损害，此外适量的Si元素和其他元素配合有利于焊缝金属获得一定量的针状铁素体、贝氏体、稳定的残余奥氏体组织，有利于保持高强度焊缝金属的韧性。

Mn是良好的脱氧和脱硫元素，同时可提高熔敷金属的强度，当熔敷金属中的Mn含量＜0.5％时，熔敷金属的强度偏低。当熔敷金属中的Mn含量＞1.25％时，熔敷金属的韧性偏低。

Ni可以通过降低位错低温滑移阻力、细化α相晶粒来提高熔敷金属的韧性，降低其脆性转变温度，当Ni＜3.50％时，低温冲击功将明显下降，当Ni＞3.70％时，焊接热裂纹控制难度加大；Ni是重要的核心元素，利于在焊缝中形成极稳定的残余奥氏体而达到韧化和改善抗裂性的目的，3.50～3.70％的Ni和适量的Mn含量配合辅以其他合金元素，可获得韧性良好的的组织。

Ti是强烈的脱氧元素，它与N、O有很强的亲和力，所形成的TiN、TiO质点可以作为晶核，细化晶粒、促进贝氏体铁素体的生成，具有提高韧性的作用。为改善本发明焊条的韧性，Ti元素的含量控制在0.01％以下

P、S等元素都对熔敷金属的韧性有很大的危害，所以应尽量降低其含量。

本发明的低合金钢电焊条通过焊芯合金化结合药皮过渡部分金属合金化，得到了综合力学性能良好的熔敷金属。而焊材Ni含量在合适的范围内增加会提高焊材低温韧性及韧脆转变温度，调整合适的合金含量，控制材料在合理的强度范围内并提高焊材-85℃冲击韧性。

本发明焊条，其熔敷金属的强度、抗裂性及冲击韧性均处于优良的水平。熔敷金属的屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥570MPa，-85℃时的冲击值≥90J，满足-85℃的焊接要求，同时可适应低后热或无后热焊接。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种耐低温冲击的低合金钢电焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂敷于焊芯外壁，其特征在于，按照重量百分比，所述焊芯具体化学成分如下：

按照重量百分比，所述药皮的化学成分如下：

CaCO₃

CaF₂

TiO₂

SiO₂

Na₂CO₃

SiFe

TiFe

Mn

Ni

48～52

18

4.5～5

5～6

0.5～0.65

3.5～4

7～8

4.55～5

3.3～4

实施例

本发明的低合金钢电焊条通过焊芯合金化结合药皮过渡部分金属合金化，得到了综合力学性能良好的熔敷金属。按设定的成分要求，共冶炼了2炉钢，然后经浇注、锻造和轧制拉拔得到直径为4mm的合金焊丝。焊芯的具体化学成分列于表1，试验焊条的药皮配方见表2(通过药皮过渡对焊缝金属进行进一步的合金化)。焊条的制备是在通常的油压型焊条压涂机上压制的，然后经低温烘干和高温烘干。焊接前再将焊条经380℃×1h烘焙后供焊接试板用，焊接用试板为低合金钢板，厚度为20mm；焊接坡口尺寸、取样位置及试验方法等均按国家标准GB/T5118的规定进行实施。本发明实施过程中的焊接条件如下：直流电源反接极性，焊接性能量为17～20KJ/cm；道间温度为130～150℃。

以下所列出的各表分别为：表1为本发明焊条焊芯具体化学成分(重量％)；表2为本发明焊条的药皮成分配比(重量％)；表3为本发明焊条的熔敷金属化学成分(重量％)；表4为本发明焊条的熔敷金属的力学性能。

表1实施例焊条的焊芯具体化学成分(重量％)

	C	Si	Mn	P	S	Ni	Ti	Fe
									实施例1	0.04	0.20	0.23	0.006	0.005	3.36	0.004	余量
实施例2	0.03	0.18	0.32	0.005	0.005	2.68	0.006	余量

表2实施例焊条所用的焊芯与之配合的药皮成分(重量％)

芯线	CaCO₃	CaF₂	TiO₂	SiO₂	Na₂CO₃	SiFe	TiFe	Mn	Ni
										实施例1	52	18	5	5	0.65	3.5	8	4.55	3.3
实施例2	48	18	4.5	6	0.5	4	8	6	5

表3实施例焊条的熔敷金属化学成分(重量％)

表4实施例焊条的熔敷金属力学性能

	屈服强度	抗拉强度	延伸率	冲击值(-85℃)
					实施例1	475MPa	560MPa	30％	100J
实施例2	480MPa	570MPa	28％	96J

本发明焊条，其熔敷金属的强度、抗裂性及冲击韧性均处于优良的水平。熔敷金属的屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥570MPa，-85℃时的冲击值≥90J，同时可适应低后热或无后热焊接。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种耐低温冲击的低合金钢电焊条，由焊芯和药皮构成，药皮涂敷于焊芯外壁，其特征在于，以焊芯质量为基准，按照重量百分比，所述焊芯的具体化学成分如下：

以药皮质量为基准，按照重量百分比，所述药皮的化学成分如下：

2.根据权利要求1所述的耐低温冲击的低合金钢电焊条，其特征在于，所述焊条的熔敷金属化学成分的重量百分比为：C：≤0.10％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.5～1.25％，P：≤0.01％，S：≤0.01％，Ni：3.50～3.70％，Ti：≤0.01％，剩余为Fe。

3.根据权利要求1所述的耐低温冲击的低合金钢电焊条，其特征在于，所述耐低温冲击的低合金钢电焊条的熔敷金属在-85℃时冲击值达到90J以上。