CN106695168A - 一种低合金钢用焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低合金钢用焊丝，其包括以下成分：C、Si、Cu、Mg、Nb、Al、K、Mn、Ni、Cr、Ti、Sr、Mo、V、Nd、Ce，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明所述低合金钢用焊丝，其具有良好的焊接性能，焊接时电弧稳定，飞溅小，焊液流动性良好，焊渣均匀地覆盖在焊缝表面，使焊渣与熔敷金属界面张力增大，改善其脱渣性能，得到的焊缝成形良好，焊缝表面无裂纹与气孔，同时熔敷金属具有良好的力学性能。

Description

一种低合金钢用焊丝
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种低合金钢用焊丝。
背景技术
低合金钢具有良好的焊接性，优良的可成形性及较低的制造成本，因此被广泛用于容器、桥梁、建筑、工程机械、船舶、车辆及航空航天等领域。传统焊丝在对低合金钢焊接时，存在焊渣牢固粘结在焊缝处，导致焊缝焊渣清理和打磨平整非常困难，焊缝成形差；再者，经清洗焊渣和打磨后，焊缝仍然粗糙，不平整，同时熔敷金属的力学性能不理想。这些都影响了低合金钢的质量。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低合金钢用焊丝，其具有良好的焊接性能，焊接时电弧稳定，飞溅小，焊液流动性良好，焊渣均匀地覆盖在焊缝表面，使焊渣与熔敷金属界面张力增大，改善其脱渣性能，得到的焊缝成形良好，焊缝表面无裂纹与气孔，同时熔敷金属具有良好的力学性能。
本发明一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.3-0.6％、Si：0.25-0.45％、Cu：0.8-1.5％、Mg：0.1-0.3％、Nb：0.08-0.2％、Al：0.2-0.4％、K：0.02-0.08％、Mn：1.6-2.1％、Ni：0.3-0.6％、Cr：1.5-3％、Ti：0.25-0.4％、Sr：0.05-0.15％、Mo：0.08-0.15％、V：0.04-0.12％、Nd：0.002-0.01％、Ce：0.005-0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。
在具体实施例中，低合金钢用焊丝的成分中，C的质量分数可以为0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％，Si的质量分数可以为0.3％、0.35％、0.4％，Cu的质量分数可以为0.85％、0.95％、1.05％、1.15％、1.25％、1.3％、1.4％，Mg的质量分数可以为0.13％、0.16％、0.2％、0.24％、0.27％，Nb的质量分数可以为0.1％、0.12％、0.15％、0.18％，Al的质量分数可以为0.24％、0.28％、0.33％、0.36％，K的质量分数可以为0.03％、0.05％、0.07％，Mn的质量分数可以为1.65％、1.8％、1.9％、2％，Ni的质量分数可以为0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％，Cr的质量分数可以为1.8％、2.2％、2.6％、2.85％，Ti的质量分数可以为0.28％、0.33％、0.36％、0.38％，Sr的质量分数可以为0.08％、0.11％、0.13％，Mo的质量分数可以为0.1％、0.12％、0.135％，V的质量分数可以为0.06％、0.08％、0.1％，Nd的质量分数可以为0.004％、0.006％、0.008％，Ce的质量分数可以为0.007％、0.009％、0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质。
优选地，C、Cu、Ni的重量比为1-2:2-3:1-2。
优选地，Al、Mg、Si、Ti在低合金钢用焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.95％≤Al+Mg+Si+Ti≤1.27％。
优选地，Sr、Nd、Ce在低合金钢用焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.075％≤Sr+Nd+Ce≤0.157％。
优选地，所述低合金钢用焊丝其组分按质量分数包括：C：0.4-0.5％、Si：0.3-0.4％、Cu：1-1.3％、Mg：0.15-0.23％、Nb：0.1-0.16％、Al：0.25-0.34％、K：0.03-0.07％、Mn：1.7-2％、Ni：0.4-0.5％、Cr：1.8-2.6％、Ti：0.3-0.36％、Sr：0.08-0.12％、Mo：0.1-0.13％、V：0.05-0.1％、Nd：0.004-0.008％、Ce：0.008-0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质。
优选地，所述低合金钢用焊丝其组分按质量分数包括：C：0.45％、Si：0.35％、Cu：1.2％、Mg：0.2％、Nb：0.13％、Al：0.29％、K：0.05％、Mn：1.85％、Ni：0.45％、Cr：2.2％、Ti：0.33％、Sr：0.1％、Mo：0.12％、V：0.08％、Nd：0.006％、Ce：0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明采用常规制备工艺制得。
本发明中通过控制焊丝中C、Cu、Ni的含量及比例，焊接时为熔敷金属具有良好的强度、韧性等力学性能奠定了基础，同时在焊接时具有细化熔滴、减少飞溅的作用；C与Mn、Cr、Mo、V配合，一方面具有脱氧效果，降低熔敷金属中的氧含量，另一方面生成弥散分布的强碳化物Cr23C6、Cr7C3、VC，提高了熔敷金属的强度、硬度、耐磨性与耐腐蚀性，同时提高了熔敷金属的抗裂性与低温冲击韧性，改善了焊液的流动性；通过控制Mg、Al、Si、Ti的含量，使焊丝具有良好的脱氧效果，显著降低熔敷金属中的氧含量，再通过控制Sr、Nd、Ce的含量，使焊丝具有良好的脱氢能力，显著降低熔敷金属中的氢含量，Mg、Al、Si、Ti与Sr、Nd、Ce配合，有效改善了焊液的流动性与成形性，提高了电弧稳定性，抑制了熔敷金属出现气孔、开裂等现象，提高熔敷金属的抗开裂性能与脱渣性能，增加其使用寿命；Mg、Cu、Si、Al、Ti配合，生成弥散分布的强化相Mg2Si、CuAl2、Al3Ti、CuMgAl2，再与Sr、Nd、Ce、Nb配合，具有净化晶界，细化组织晶粒，促进针状铁素体形成的作用，增大熔敷金属与母材的结合强度，提高熔敷金属的强度、硬度、韧性、耐腐蚀性能、抗氧化性能及抗疲劳性能。本发明通过对焊丝各成分含量进行优化，在焊丝各成分的配合作用下使得到的焊丝具有良好的焊接性能，焊接时电弧稳定，飞溅小，焊液流动性良好，焊渣均匀地覆盖在焊缝表面，使焊渣与熔敷金属界面张力增大，改善其脱渣性能，得到的焊缝成形良好，焊缝表面无裂纹与气孔，同时熔敷金属具有良好的力学性能。
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
本发明提出的一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.3％、Si：0.45％、Cu：0.8％、Mg：0.3％、Nb：0.08％、Al：0.4％、K：0.02％、Mn：2.1％、Ni：0.4％、Cr：3％、Ti：0.25％、Sr：0.15％、Mo：0.08％、V：0.12％、Nd：0.002％、Ce：0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例2
本发明提出的一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.6％、Si：0.25％、Cu：1.5％、Mg：0.1％、Nb：0.2％、Al：0.2％、K：0.08％、Mn：1.6％、Ni：0.5％、Cr：1.5％、Ti：0.4％、Sr：0.05％、Mo：0.15％、V：0.04％、Nd：0.01％、Ce：0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例3
本发明提出的一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.45％、Si：0.35％、Cu：1.2％、Mg：0.2％、Nb：0.13％、Al：0.29％、K：0.05％、Mn：1.85％、Ni：0.45％、Cr：2.2％、Ti：0.33％、Sr：0.1％、Mo：0.12％、V：0.08％、Nd：0.006％、Ce：0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例4
本发明提出的一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.4％、Si：0.4％、Cu：1％、Mg：0.23％、Nb：0.1％、Al：0.34％、K：0.03％、Mn：2％、Ni：0.3％、Cr：2.6％、Ti：0.3％、Sr：0.12％、Mo：0.1％、V：0.1％、Nd：0.004％、Ce：0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例5
本发明提出的一种低合金钢用焊丝，其组分按质量分数包括：C：0.5％、Si：0.3％、Cu：1.3％、Mg：0.15％、Nb：0.16％、Al：0.25％、K：0.07％、Mn：1.7％、Ni：0.6％、Cr：1.8％、Ti：0.36％、Sr：0.08％、Mo：0.13％、V：0.05％、Nd：0.008％、Ce：0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质。
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)

1.一种低合金钢用焊丝，其特征在于，其组分按质量分数包括：C：0.3-0.6％、Si：0.25-0.45％、Cu：0.8-1.5％、Mg：0.1-0.3％、Nb：0.08-0.2％、Al：0.2-0.4％、K：0.02-0.08％、Mn：1.6-2.1％、Ni：0.3-0.6％、Cr：1.5-3％、Ti：0.25-0.4％、Sr：0.05-0.15％、Mo：0.08-0.15％、V：0.04-0.12％、Nd：0.002-0.01％、Ce：0.005-0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述低合金钢用焊丝，其特征在于，C、Cu、Ni的重量比为1-2:2-3:1-2。
3.根据权利要求1所述低合金钢用焊丝，其特征在于，Al、Mg、Si、Ti在低合金钢用焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.95％≤Al+Mg+Si+Ti≤1.27％。
4.根据权利要求1所述低合金钢用焊丝，其特征在于，Sr、Nd、Ce在低合金钢用焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.075％≤Sr+Nd+Ce≤0.157％。
5.根据权利要求1所述低合金钢用焊丝，其特征在于，其组分按质量分数包括：C：0.4-0.5％、Si：0.3-0.4％、Cu：1-1.3％、Mg：0.15-0.23％、Nb：0.1-0.16％、Al：0.25-0.34％、K：0.03-0.07％、Mn：1.7-2％、Ni：0.4-0.5％、Cr：1.8-2.6％、Ti：0.3-0.36％、Sr：0.08-0.12％、Mo：0.1-0.13％、V：0.05-0.1％、Nd：0.004-0.008％、Ce：0.008-0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述低合金钢用焊丝，其特征在于，其组分按质量分数包括：C：0.45％、Si：0.35％、Cu：1.2％、Mg：0.2％、Nb：0.13％、Al：0.29％、K：0.05％、Mn：1.85％、Ni：0.45％、Cr：2.2％、Ti：0.33％、Sr：0.1％、Mo：0.12％、V：0.08％、Nd：0.006％、Ce：0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109719418A (zh) * 2018-12-31 2019-05-07 苏州新普新材料科技有限公司 核电20控铬钢专用焊丝
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