CN114293107A - 一种气体保护焊合金焊丝钢盘条及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体保护焊合金焊丝钢盘条及其生产方法，所述盘条的各组分重量百分比如下：C:0.06‑0.10％，Si:0.55‑0.70％，Mn:1.60‑1.75％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr≤0.10％，Ni:0.85‑0.95％，Cu≤0.15％，Mo:0.35‑0.45％，Ti:0.08‑0.12％，其余为Fe及不可避免的杂质。该方法将转炉冶炼、精炼后的钢水，采用连铸坯，连浇过热度≤25℃；通过结晶器电磁搅拌，结晶器首端电磁搅拌的电流强度为300～400A、频率为3～4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250～300A、频率为8～10Hz；对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，轧制过程中均热段温度范围为1100～1160℃，轧制开轧温度为960～1080℃，终轧温度为850～1000℃；通过控制冷却使吐丝温度为820～850℃，出保温罩温度为460～570℃，320～400℃集卷，得到合金焊丝钢。本发明可降低特种焊丝钢异常组织比例，得到的气体保护焊焊丝用盘条异常组织少，有利于拉拔加工。

Description

一种气体保护焊合金焊丝钢盘条及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种气体保护焊合金焊丝钢盘条及其生产方法。

背景技术

气体保护焊焊丝能在多种保护气体氛围下获得优良的力学性能和工艺性能。主要应用于工程机械、起重机吊臂、煤矿液压支架等关键承力部件的焊接。

焊丝钢属于缓冷钢，在焊丝钢的生产过程中极易产生异常组织，如上贝氏体或马氏体。上贝氏体的形态呈羽毛状，是贝氏体转变温度偏高区域的转变产物，上贝氏体的形成温度较高，其中的铁素体条和碳化物粗大，它的塑变抗力低。上贝氏体中的渗碳体呈不连续的短杆状分布在铁素体条之间，铁素体和渗碳体分布有明显的方向性，同时还存在含碳量低，过饱和度小，位错密度低的缺陷，使得铁素体条冲击韧性差，易于引起焊丝钢拉拔脆断。马氏体是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相，其比容大于奥氏体、珠光体等组织，尽管具有高的强度和硬度，但是马氏体的脆性很高，容易导致焊丝钢拉拔脆断。

并且，上贝氏体和马氏体中的硬相组织与基体之间会产生大量的显微裂纹，在拉拔工艺中，比较容易变形的基体组织在硬而脆的上贝氏体和马氏体组织周围塑性流动时会产生较大的张力，进而导致基体与马氏体或上贝氏体界面的连接断裂。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种气体保护焊合金焊丝钢盘条及其生产方法，通过调节合金焊丝钢制备时加热温度、终轧温度和吐丝温度来降低特种焊丝钢异常组织比例，得到的气体保护焊焊丝用盘条异常组织少，有利于拉拔加工。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种气体保护焊合金焊丝钢盘条，所述盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.06-0.10％，Si:0.55-0.70％，Mn:1.60-1.75％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr≤0.10％，Ni:0.85-0.95％，Cu≤0.15％，Mo:0.35-0.45％，Ti:0.08-0.12％，其余为Fe及不可避免的杂质。

上述方案中，所述盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.08％，Si:0.67％，Mn:1.66％，P：0.010％，S：0.008％，Cr0.03％，Ni:0.87％，Cu0.02％，Mo:0.37％，Ti:0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种根据所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法，包括以下步骤：

将转炉冶炼、精炼后的钢水，采用连铸坯，连浇过热度≤25℃；

通过结晶器电磁搅拌，结晶器首端电磁搅拌的电流强度为300～400A、频率为3～4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250～300A、频率为8～10Hz；

对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，轧制过程中均热段温度范围为1100～1160℃，轧制开轧温度为960～1080℃，终轧温度为850～1000℃；

通过控制冷却使吐丝温度为820～850℃，出保温罩温度为460～570℃，320～400℃集卷，得到合金焊丝钢。

上述方案中，采用160方连铸坯。

上述方案中，所述浇注过热度为22℃，拉速为2.0/m/s。

上述方案中，所述首端电磁搅拌的电流强度为400A、频率为4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250A、频率为10Hz。

上述方案中，轧制过程中均热段温度范围为1100℃，轧制开轧温度为960℃，终轧温度为850℃；吐丝温度为820℃，出保温罩温度为460℃，320℃集卷。

上述方案中，轧制过程中均热段温度范围为1140℃，轧制开轧温度为1050℃，终轧温度为950℃；吐丝温度为830℃，出保温罩温度为500℃，360℃集卷。

上述方案中，轧制过程中均热段温度范围为1160℃，轧制开轧温度为1080℃，终轧温度为1000℃；吐丝温度为850℃，出保温罩温度为570℃，400℃集卷。

上述方案中，所述合金焊丝钢的组织为F+B，延伸率≥15％、断面收缩率≥60％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用转炉小方坯一火成材工艺路线，通过控制过热度和电磁搅拌，有利于改善铸坯内部质量，金相组织均匀，降低夹杂物和偏析程度；并通过调整控轧、控冷工艺，使其具有适合拉拔的组织，减少了上贝氏体和马氏体等异常组织的出现，使得钢丝的延伸率和面缩率都有所改善。通过调节合金焊丝钢制备时加热温度、终轧温度和吐丝温度来降低合金焊丝钢异常组织比例，得到的焊丝钢异常组织少，使得钢丝的延伸率和面缩率都有所改善，有利于用户拉拔加工。

附图说明

图1为本发明盘条试样片X62111006001的金相组织放大500倍视图，其中，图1(a)为边部金相组织图，图1(b)为1/2R的金相组织图，图1(c)为心部的金相组织图；

图2为本发明盘条试样片X62111006002的金相组织放大500倍视图，其中，图2(a)为边部金相组织图，图2(b)为1/2R的金相组织图，图2(c)为心部的金相组织图；

图3为本发明盘条试样片X62111006003的金相组织放大500倍视图，其中，图3(a)为边部金相组织图，图3(b)为1/2R的金相组织图，图3(c)为心部的金相组织图；

图4为盘条试样片X62111006001的同圈力学同圈力学项目曲线图；

图5为盘条试样片X62111006002的同圈力学同圈力学项目曲线图；

图6为盘条试样片X62111006003的同圈力学同圈力学项目曲线图；

图7为炉号21B513300的酸洗低倍样检测图，其中，图7(a)为1流酸洗低倍样检测图，图7(b)为2流酸洗低倍样检测图，图7(c)为3流酸洗低倍样检测图，图7(d)为4流酸洗低倍样检测图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明所述一种气体保护焊合金焊丝钢盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.06-0.10％，Si:0.55-0.70％，Mn:1.60-1.75％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr≤0.10％，Ni:0.85-0.95％，Cu≤0.15％，Mo:0.35-0.45％，Ti:0.08-0.12％，其余为Fe及不可避免的杂质。

所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法，包括以下步骤：

将转炉冶炼、精炼后的钢水，采用160方连铸坯，连浇过热度≤25℃；

通过结晶器电磁搅拌，结晶器首端电磁搅拌的电流强度为300～400A、频率为3～4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250～300A、频率为8～10Hz；

对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，轧制过程中均热段温度范围为1100～1160℃，轧制开轧温度为960～1080℃，终轧温度为850～1000℃；

通过控制冷却使吐丝温度为820～850℃，出保温罩温度为460～570℃，集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

优选的，所述集卷温度为320～400℃。

优选的，所述合金焊丝钢的组织为F+B，延伸率≥15％、断面收缩率≥60％。

本发明采用合理的小方坯浇注温度，过热度≤25℃；采用合理的结晶器电磁搅拌参数：电流强度300-400A、频率3-4Hz；末端电磁搅拌参数：电流强度250-300A、频率8-10Hz，有效改善铸坯内部质量，降低夹杂物和偏析程度。

本发明采用合理的控轧控冷参数，轧制过程中均热段温度范围1100～1160℃，轧制开轧温度960～1080℃，终轧温度850-1000℃，吐丝温度820-850℃，出保温罩温度为460～570℃，集卷温度320-400℃。

通过上述技术方法，生产的合金焊丝钢组织为F+B，组织均匀性优良，力学性能稳定，其中延伸率≥15％、断面收缩率≥60％，用户焊丝拉拔顺畅、无断丝。

本发明采用转炉160小方坯一火成材工艺路线，通过控制过热度和电磁搅拌，有利于改善铸坯内部质量，金相组织均匀，降低夹杂物和偏析程度；并通过调整控轧、控冷工艺，使其具有适合拉拔的组织，减少了上贝氏体和马氏体等异常组织的出现，使得钢丝的延伸率和面缩率都有所改善。通过调节合金焊丝钢制备时加热温度、终轧温度和吐丝温度来降低合金焊丝钢异常组织比例，得到的焊丝钢异常组织少，有利于用户拉拔加工。

实施例1：

所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.08％，Si:0.67％，Mn:1.66％，P：0.010％，S：0.008％，Cr0.03％，Ni:0.87％，Cu0.02％，Mo:0.37％，Ti:0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质。

所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法为：将冶炼和精炼后的钢水采用160方连铸坯，通过结晶器电磁搅拌，对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，冷却、出保温罩、集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

连铸机浇注过热度为22℃，拉速为2.0/m/s；首端电磁搅拌的电流强度为400A、频率为4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250A、频率为10Hz；轧制过程中均热段温度范围为1100℃，轧制开轧温度为960℃，终轧温度为850℃；通过控制冷却使吐丝温度为820℃，出保温罩温度为460℃，320℃集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

实施例2：

本实施例2与实施例1的不同之处在于：

所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法为：将冶炼和精炼后的钢水采用160方连铸坯，通过结晶器电磁搅拌，对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，冷却、出保温罩、集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

轧制过程中均热段温度范围为1140℃，轧制开轧温度为1050℃，终轧温度为950℃；通过控制冷却使吐丝温度为830℃，出保温罩温度为500℃，360℃集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

实施例3：

本实施例3与实施例1的不同之处在于：

所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法为：将冶炼和精炼后的钢水采用160方连铸坯，通过结晶器电磁搅拌，对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，冷却、出保温罩、集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

轧制过程中均热段温度范围为1160℃，轧制开轧温度为1080℃，终轧温度为1000℃；通过控制冷却使吐丝温度为850℃，出保温罩温度为570℃，400℃集卷，收集得到合金焊丝钢盘条。

图1为盘条试样片X62111006001的金相组织图，其中图1(a)为边部金相组织图、图1(b)为1/2R的金相组织图，图1(c)为心部的金相组织图；图2为盘条试样片X62111006002的金相组织图，其中图2(a)为边部金相组织图、图2(b)为1/2R的金相组织图，图2(c)为心部的金相组织图；图3为盘条试样片X62111006003的金相组织图，其中图3(a)为边部金相组织图、图3(b)为1/2R的金相组织图，图3(c)为心部的金相组织图；从图1-3可以看出通过本发明方法的到的盘条金相组织为F+B，组织均匀性优良。

图4-6分别为盘条试样片X62111006001、X62111006002、X62111006003的同圈力学同圈力学项目曲线图，表1盘条试样片的力学性能检测情况，其中，盘条试样片X62111006001的抗拉强度为830Mpa，断后伸长率为17.5％，断面收缩率为66％；盘条试样片X62111006002的抗拉强度为848Mpa，断后伸长率为15.5％，断面收缩率为64％；盘条试样片X62111006003的抗拉强度为849Mpa，断后伸长率为17％，断面收缩率为64％。

表1力学性能检测情况

图7(a)、图7(b)、图7(c)、图7(d)分别为炉号21B513300的1-4流酸洗低倍样检测图，可以看出铸坯金相组织均匀、中心疏松、中心偏析、中心缩孔级控制较好，为后道工序提供了有力保障。

表2为盘条试样片X62111006001、X62111006002、X62111006003的非金属夹杂物控制情况表，从表中可以看出非金属夹杂物级较低，样品检测出低级别B类、D类、De、Ds夹杂物，对盘条拉拔加工影响较小。

表2夹杂物含量控制情况

可见，本发明采用转炉小方坯一火成材工艺路线，通过控制过热度和电磁搅拌，有利于改善铸坯内部质量，连铸坯酸洗低倍中心偏析、中心疏松、中心缩孔级别≤0.5级；并通过调整控轧、控冷工艺，使其具有适合拉拔的组织，减少了上贝氏体和马氏体等异常组织的出现，使得钢丝的延伸率和面缩率都有所改善。通过本发明生产得到的合金焊丝钢的组织为F+B，组织均匀性优良，力学性能稳定，其中延伸率≥15％、断面收缩率≥60％，非金属夹杂物级较低，对盘条拉拔加工影响较小，用户焊丝拉拔顺畅、无断丝。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体保护焊合金焊丝钢盘条，其特征在于，所述盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.06-0.10％，Si:0.55-0.70％，Mn:1.60-1.75％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cr≤0.10％，Ni:0.85-0.95％，Cu≤0.15％，Mo:0.35-0.45％，Ti:0.08-0.12％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的气体保护焊合金焊丝钢盘条，其特征在于，所述盘条的各组分重量百分比如下：

C:0.08％，Si:0.67％，Mn:1.66％，P：0.010％，S：0.008％，Cr0.03％，Ni:0.87％，Cu0.02％，Mo:0.37％，Ti:0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.一种根据权利要求1或2所述气体保护焊合金焊丝钢盘条的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

将转炉冶炼、精炼后的钢水，采用连铸坯，连浇过热度≤25℃；

通过结晶器电磁搅拌，结晶器首端电磁搅拌的电流强度为300～400A、频率为3～4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250～300A、频率为8～10Hz；

对连铸后得到的方坯采用连轧工艺，轧制过程中均热段温度范围为1100～1160℃，轧制开轧温度为960～1080℃，终轧温度为850～1000℃；

通过控制冷却使吐丝温度为820～850℃，出保温罩温度为460～570℃，320～400℃集卷，得到合金焊丝钢。

4.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，采用160方连铸坯。

5.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述浇注过热度为22℃，拉速为2.0/m/s。

6.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述首端电磁搅拌的电流强度为400A、频率为4Hz，末端电磁搅拌参数为电流强度250A、频率为10Hz。

7.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，轧制过程中均热段温度范围为1100℃，轧制开轧温度为960℃，终轧温度为850℃；吐丝温度为820℃，出保温罩温度为460℃，320℃集卷。

8.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，轧制过程中均热段温度范围为1140℃，轧制开轧温度为1050℃，终轧温度为950℃；吐丝温度为830℃，出保温罩温度为500℃，360℃集卷。

9.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，轧制过程中均热段温度范围为1160℃，轧制开轧温度为1080℃，终轧温度为1000℃；吐丝温度为850℃，出保温罩温度为570℃，400℃集卷。

10.根据权利要求3所述的气体保护焊焊丝用盘条的生产方法，其特征在于，所述合金焊丝钢的组织为F+B，延伸率≥15％、断面收缩率≥60％。

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