CN114378480A - 大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊焊丝、大热输入焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊焊丝、大热输入焊接方法。所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的化学成分以质量百分比计包括：C 0.04～0.06％、Si 0.1～0.2％、Mn 1.4～1.6％、Ni 1.0～1.5％、Nb 0.02～0.04％、Ti 0.02～0.05％、B 0.0040～0.0055％、Al<0.004％、Mg 0.0005～0.0020％、P≤0.012％、S≤0.005％、N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。通过对化学成分及含量的合理设计，不仅使得大热输入埋弧焊焊丝钢盘条在制备焊丝时具有较低的碳当量，而且可以提升焊缝金属的低温韧性，减少脆性相的生成，降低焊缝金属的屈强比，制备得到的大热输入埋弧焊焊丝，许用的焊接热输入≥300kJ/cm，而且单道次即可焊透40mm以上厚度的钢板。

Description

大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊 焊丝、大热输入焊接方法

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊焊丝、大热输入焊接方法。

背景技术

随着我国高速公路、高速铁路的迅速发展，推动了钢桥制造业飞速发展。钢桥梁在满足功能性的同时，向多功能、多车道、重载、跨度大等方向发展。桥梁用结构钢主要应用于架造铁路、公路、跨海、跨江桥梁建设等重点工程，因其使用环境的特殊性，对综合性能具有严格的要求。

为了节约大型构件的建造成本、提高建造效率，大热输入焊接技术被广泛应用于桥梁钢领域，然而目前的大热输入焊接技术大多采用多层多道双丝埋弧焊接，焊接工艺复杂，而且焊接效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条及其制备方法、大热输入埋弧焊焊丝、大热输入焊接方法，制备的焊丝不仅可适用大热输入埋弧焊焊接技术，许用的焊接热输入可达300kJ/cm以上，而且在焊接热输入≥300kJ/cm时，单道次可焊透的钢板厚度可达40mm及以上，且焊缝的屈强比较小，具有较好的塑韧性和抗震性能。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.04～0.06％、Si 0.1～0.2％、Mn 1.4～1.6％、Ni1.0～1.5％、Nb 0.02～0.04％、Ti 0.02～0.05％、B 0.0040～0.0055％、Al<0.004％、Mg0.0005～0.0020％、P≤0.012％、S≤0.005％、N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

其中，对化学成分中各个元素的具体说明如下：

C含量的增加可以有效提升焊缝金属强度，但含量过高时使焊接冷裂纹敏感性增加，低温冲击韧性和焊接性能差；采用0.04～0.06％的C含量可以降低焊缝金属的淬透性，从而降低马氏体转变倾向，即使生成马氏体，该C含量也可降低马氏体的硬度，从而改善低温冲击韧性，还能降低焊接冷裂纹敏感性，提高焊接质量。

Si为焊接过程中的主要脱氧元素，但含量过高时会增加焊缝金属的热裂纹倾向，促进焊缝金属中晶界铁素体和侧板条铁素体的生成倾向，从而损坏低温冲击韧性，因此控制其含量为0.1～0.2％。

Mn是焊缝金属中的主要脱氧元素之一，同时也是提高钢板和焊缝金属强度最有效的元素之一，但过高的Mn含量会显著降低焊缝金属低温冲击韧性，因此，控制Mn含量为1.40～1.60％。

Ni的主要作用是通过韧化铁素体基体来提高焊缝金属低温韧性，同时也利用其固溶强化作用来提高焊缝金属强度，但其含量过高会导致焊缝金属的抗热裂性下降且焊接成本增加，因此控制Ni含量为1.0～1.5％，以使焊缝金属具有优异的低温冲击性能。

Nb是焊缝金属中重要的微合金元素，可细化焊缝组织，提高焊缝金属的低温韧性，控制其含量在0.02～0.04％。

Ti是埋弧焊缝金属中的常见元素，Ti的氧化物可促进晶内针状铁素体形核，细化了焊缝有效晶粒尺寸，使焊缝强韧性提升，因此控制其含量为0.02～0.05％。

B是有效提高焊缝金属淬透性和强度的元素之一，控制其含量为0.004～0.0055％，可以利用其易于偏聚晶界的特点来促进焊缝金属中晶内组织的形成、并同时抑制晶界形核生成的贝氏体和马氏体类组织，从而提高焊缝金属的低温韧性。

Al含量越高，钢液中的自由O含量越低，为了提高Mg收得率，在Mg合金未添加之前，钢液的自由O含量越高越好，因此为了保证钢液中有适量的自由氧与Mg形成氧化物，Al的含量越低越好。

Mg的氧化物高温稳定性较好，不仅可以在采用大热输入焊接时有效阻止奥氏体晶粒长大而提高HAZ韧性，也能充当焊后冷却相转变过程中晶内铁素体形核质点，从而有效抑制粗大晶界铁素体和侧板条铁素体的生成，提高HAZ韧性，因此，控制Mg含量为0.0005～0.0020％。

P、S、N作为焊丝中的杂质元素，含量过高对焊缝的低温韧性不利，因此对其的含量上限进行限制。

通过对化学成分及含量进行合理设计，并结合对P、S、N的管控，不仅使得大热输入埋弧焊焊丝钢盘条在制备焊丝时具有较低的碳当量，而且可以提升焊缝金属的低温韧性，减少脆性相的生成，降低焊缝金属的屈强比，尤其是对Al含量的控制，可以保证焊丝中含镁夹杂物的数量，使焊接过程中形成足够多的含镁夹杂物，从而提高高温稳定性，以阻止奥氏体晶粒长大，并在冷却过程中，作为形核质点形成足够数量的针状铁素体；另外，这样的成分设计可以实现无退火拉丝，而且拉拔不易断丝。

优选地，所述大热输入焊接用焊丝钢盘条的化学成分以质量百分比计还包括：Cr0.05～0.30％、V 0.01～0.15％、Zr 0.005～0.020％、Cu 0.05～0.30％四者中的一种及以上。Cr、V、Zr、Zr作为钢中的重要微合金元素，可细化焊缝组织，提高焊缝金属的抗拉强度和焊缝金属的抗低温冲击性能。

优选地，所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条中含镁夹杂物的密度＞200个/mm²，盘条的抗拉强度≤600MPa,断面收缩率≥80％，从而可以提高焊缝的高温稳定性，在采用大热输入焊接时有效阻止奥氏体晶粒长大而提高HAZ韧性，也能充当焊后冷却相转变过程中晶内铁素体形核质点，从而有效抑制粗大晶界铁素体和侧板条铁素体的生成，提高HAZ韧性。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、喂合金线、连铸、加热轧制、控制冷却；其中，所述转炉冶炼工序和所述LF精炼工序中，禁止铝脱氧；所述RH真空精炼工序中，将钢液在RH真空炉的真空室中进行真空精炼去除钢液中的夹杂物，真空室的真空度≤1.5mbar，真空结束后，破空定氧≥0.003％。

通过在炼钢过程中禁止铝脱氧，可以进一步保证保证焊丝中含镁夹杂物的数量，使焊接过程中形成足够多的含镁夹杂物，从而提高高温稳定性，以阻止奥氏体晶粒长大，并在冷却过程中，作为形核质点形成足够数量的针状铁素体；进一步通过真空精炼时对破空定氧的控制，使钢液中具有足够的自由氧，进而与Mg形成氧化物，实现无退火拉丝，而且拉拔断丝率低。

优选地，所述铁水预脱硫工序中，高炉铁水在脱硫前满足：温度≥1360℃，C 4.0～4.5％，S≤0.04％，Ti≤0.04％，Si 0.20～0.60％，P≤0.10％，其余为Fe和其它不可避免的杂质，预脱硫后的铁水中S含量≤0.002％。

通过控制铁水的组分及含量，可以有效控制残余元素含量和炼钢过程，可以保证脱硫效果，而且采用低Ti铁水进行冶炼，可以有效避免下渣导致回Ti，进而避免连铸工序中析出氧化钛、氮化钛类脆性夹杂物；通过预脱硫将铁水中的硫含量降至较低的水平，可以避免后续精炼工序中因大量脱硫而产生卷渣或强烈的渣金反应，从而减少了钢液中大尺寸夹杂物的产生，可以有效控制夹杂物的类型、降低夹杂物的尺寸。

优选地，所述控制冷却工序中，对所述盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，其中，吐丝温度为890℃，风机和保温罩全部关闭，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.15m/s。

通过对斯太尔摩冷却线的保温罩和辊道速度的控制，从而实现盘条温度和冷速的控制，以促进过冷奥氏体向珠光体转变，缩短珠光体相变时间，减少网状渗碳体，防止低温贝氏体和马氏体淬火组织的形成，提高盘条的组织均匀性。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式还提供了一种大热输入埋弧焊焊丝，所述大热输入埋弧焊焊丝由上述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条为母材，且无需退火处理直接拉丝制备而成。

优选地，所述大热输入埋弧焊焊丝，焊接热输入≥300kJ/cm时，单道次可焊透的钢板厚度>40mm，且焊缝的含镁夹杂物的密度＞300个/mm²、屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J，不仅可以满足桥梁结构件对屈强比的高要求，塑韧性好、抗震性能优异，而且单道次即可焊透40mm以上厚度的钢板，无需采用多层多道焊接，大大提高了焊接效率，简化了焊接工艺。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式还提供了一种大热输入焊接方法，采用如上所述的大热输入埋弧焊焊丝对厚度>40mm的钢板进行埋弧焊焊接，焊接热输入≥300kJ/cm，采用的焊剂为含镁焊剂，且所述焊剂的碱度>2.5。通过本发明的焊丝和焊接方法，缩小了大热输入埋弧焊焊接技术的应用限制，不仅可对厚钢板进行焊接，而且采用单道次焊接即可达到桥梁结构件对焊缝性能的高要求。

优选地，所述焊剂的化学成分以质量百分比计包括：MgO>40％，(CaF₂+TiO₂+MnO)>45％。进一步通过对焊剂的化学成分和含量进行控制，提高焊缝中含镁夹杂物的含量，进一步提高高温稳定性，阻止奥氏体晶粒长大，并提高针状铁素体含量，从而使焊缝金属的屈强比更低，塑韧性更好，抗震性能更佳。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)通过对化学成分及含量进行合理设计，并结合对P、S、N的管控，不仅使得大热输入埋弧焊焊丝钢盘条在制备焊丝时具有较低的碳当量，而且可以提升焊缝金属的低温韧性，减少脆性相的生成，降低焊缝金属的屈强比，尤其是对Al含量的控制，可以保证焊丝中含镁夹杂物的数量，使焊接过程中形成足够多的含镁夹杂物，从而提高高温稳定性，以阻止奥氏体晶粒长大，并在冷却过程中，作为形核质点形成足够数量的针状铁素体；另外，可以实现无退火拉丝，而且拉拔不易断丝；

(2)通过在炼钢过程中禁止铝脱氧，可以进一步保证保证焊丝中含镁夹杂物的数量，使焊接过程中形成足够多的含镁夹杂物，从而提高高温稳定性，以阻止奥氏体晶粒长大，并在冷却过程中，作为形核质点形成足够数量的针状铁素体；进一步通过真空精炼时对破空定氧的控制，使钢液中具有足够的自由氧，进而与Mg形成氧化物，进而实现无退火拉丝，而且拉拔断丝率低；

(3)制备得到的大热输入埋弧焊焊丝，在焊接热输入≥300kJ/cm时，单道次可焊透的钢板厚度>40mm，且焊缝的含镁夹杂物的密度＞300个/mm²、屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J，不仅可以满足桥梁结构件对屈强比的高要求，塑韧性好、抗震性能优异，而且单道次即可焊透40mm以上厚度的钢板，无需采用多层多道焊接，大大提高了焊接效率，简化了焊接工艺；

(4)通过本发明的焊丝和焊接方法，缩小了大热输入埋弧焊焊接技术的应用限制，不仅可对厚钢板进行焊接，而且采用单道次焊接即可达到桥梁结构件对焊缝性能的高要求。

具体实施方式

本发明一实施方式中，提供了一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.04～0.06％、Si 0.1～0.2％、Mn 1.4～1.6％、Ni 1.0～1.5％、Nb0.02～0.04％、Ti 0.02～0.05％、B 0.0040～0.0055％、Al<0.004％、Mg 0.0005～0.0020％、P≤0.012％、S≤0.005％、N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

并且优选地，所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的化学成分以质量百分比计还包括：Cr 0.05～0.30％、V 0.01～0.15％、Zr 0.005～0.020％、Cu 0.05～0.30％四者中的一种及以上。

优选地，所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条中含镁夹杂物的密度＞200个/mm²，盘条的抗拉强度≤600MPa,断面收缩率≥80％。

进一步地，本实施方式还提供了一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、喂合金线、连铸、加热、轧制、控制冷却，得到所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条。

下面，对上述各个工序按照实施顺序予以介绍。

(1)铁水预脱硫工序

采用高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，脱硫前扒除铁水包内的高炉渣，扒渣率为80～90％，所述高炉铁水在脱硫前满足：温度≥1360℃，C 4.0～4.5％，S≤0.04％，Ti≤0.04％，Si 0.20～0.60％，P≤0.10％，其余为Fe和其它不可避免的杂质，预脱硫后的铁水中S含量≤0.002％。

(2)转炉冶炼工序

将预脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液，并进行脱硅、脱磷、吹氧脱碳；其中，铁水在钢液中的占比为83～88％，废钢采用优质废钢，所述优质废钢满足：厚度≥2cm，S≤0.02％，P≤0.02％；通过向钢包中加入增碳剂、硅铁、以及金属锰对钢液进行脱氧合金化处理，此过程禁止铝脱氧，以减少含铝夹杂物的形成。

具体地，出钢开始时，向钢包中加入硅铁、金属锰以及30％的增碳剂进行脱氧合金化，待出钢85％时加入其余增碳剂，出钢结束后加入石灰、合成渣造渣。通过分批次加入增碳剂可以减少钢水沸腾程度，提高生产安全性，而且有利于增碳剂溶入钢水中，并缩短脱氧合金化所需的时间，减少进入钢液中的空气量。

钢液的出钢温度≥1640℃，出钢时钢液中C≥0.05％。

(3)LF精炼工序

将转炉冶炼后的钢液在LF精炼炉中进行化学成分调整和温度调控，并向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，控制钢包底吹氩气强度≤0.005Nm³/(t·min)，使得钢液的夹杂物中SiO₂组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al₂O₃组分的含量≤10％，并通过软搅拌调控钢液中的夹杂物，软搅拌的时间≥30min，软搅拌时钢包底吹氩气的流量为0.5～0.7L/min·t。

优选地，所述精炼工序中，采用渣料进行造渣，所述渣料的渣碱度为2.5～3.0。

(4)RH真空精炼工序

将钢液在RH真空炉的真空室中进行真空精炼去除钢液中的夹杂物，具体地，真空室的真空度≤1.5mbar，使钢液在这样的高真空环境中处理15分钟，然后镇静处理15分钟，真空结束后，破空定氧≥0.003％，也即真空室破除真空后，其中的氧含量≥0.003％。

(5)喂合金线工序

用钢带通过包芯线机将镁合金包覆呈带芯线，并用喂线机以4m/s的速度将带芯线喂入钢包中，待钢皮熔化后，将镁合金释放至钢液中，进行脱氧合金化、脱硫、净化钢液和化学成分调整。

(6)连铸工序

将所述钢液浇铸成连铸坯，控制中间包的过热度为18～35℃，浇铸拉速为0.64～0.66m/min，控制连铸坯凝固过程中的总压下量为23～28mm，单辊的压下量≤5mm。

(7)加热轧制工序

将所述连铸坯经加热炉加热后连续轧制成盘条，所述盘条的化学化学成分以质量百分比计包括：C 0.04～0.06％、Si 0.1～0.2％、Mn 1.4～1.6％、Ni 1.0～1.5％、Nb 0.02～0.04％、Ti 0.02～0.05％、B 0.0040～0.0055％、Al<0.004％、Mg 0.0005～0.0020％、P≤0.012％、S≤0.005％、N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地，所述盘条的化学成分以质量百分比计还包括：Cr 0.05～0.30％、V 0.01～0.15％、Zr 0.005～0.020％、Cu 0.05～0.30％四者中的一种及以上。

(8)控制冷却工序

对所述盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，其中，吐丝温度为890℃，风机和保温罩全部关闭，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.15m/s。

另外，本发明还提供一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条采用所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法制备而成，所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的直径为6.5mm，抗拉强度≤600MPa，断面收缩率≥80％，拉拔断丝率≤0.1次/吨，具有优异的塑韧性。

此外，本发明还提供一种大热输入埋弧焊焊丝，所述大热输入埋弧焊焊丝由所述大热输入埋弧焊焊丝钢盘条为母材经氧化皮去除、拉丝、镀铜后制备而成，且无需退火处理。制备得到的大热输入埋弧焊焊丝的直径为4.0～4.2mm，许用的焊接热输可达300kJ/cm以上，单道次可焊透的钢板厚度>40mm，且焊缝的屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J。

此外，本发明还提供一种大热输入焊接方法，采用如上所述的大线输入埋弧焊焊丝并采用埋弧焊对厚度>40mm的钢板进行焊接，焊接热输入≥300kJ/cm，采用的焊剂为含镁焊剂，且所述焊剂的碱度>2.5。经测试，不仅可单道次焊透厚度>40mm的钢板，而且所得焊缝的含镁夹杂物的密度＞300个/mm²、屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J，可用于对屈强比要求比较严格的桥梁结构件的焊接。

优选地，所述焊剂的化学成分以质量百分比计包括：MgO>40％，(CaF₂+TiO₂+MnO)>45％。

以下通过具体序号1～4的4个实施例并结合序号5～7的3个对比例，进一步对本发明的具体实施方式予以介绍。

(1)铁水预脱硫工序

采用高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，脱硫前扒除铁水包内的高炉渣，扒渣率为80～90％，所述高炉铁水在脱硫前满足：温度≥1360℃，C 4.0～4.5％，S≤0.04％，Ti≤0.04％，Si 0.20～0.60％，P≤0.10％，其余为Fe和其它不可避免的杂质，经预脱硫后的铁水中S≤0.002％。

(2)转炉冶炼工序

将预脱硫后的铁水送入转炉中与废钢混合成钢液，并进行脱硅、脱磷、吹氧脱碳；其中，铁水在钢液中的占比为83～88％，废钢采用优质废钢，所述优质废钢满足：厚度≥2cm，S≤0.02％，P≤0.02％。

实施例1～4以及对比例5～6通过向钢包中加入增碳剂、硅铁、以及金属锰对钢液进行脱氧合金化处理，并禁止铝脱氧。而对比例7未禁止铝脱氧。

钢液的出钢温度≥1640℃，出钢时钢液中C≥0.05％。

(3)LF精炼工序

将转炉冶炼后的钢液在LF精炼炉中进行化学成分调整和温度调控，并向钢液表面加入8～12kg/t的精炼覆盖剂并通电熔化所述精炼覆盖剂，控制钢包底吹氩气强度≤0.005Nm³/(t·min)，并通过软搅拌调控钢液中的夹杂物，软搅拌的时间≥30min，软搅拌时钢包底吹氩气的流量为0.5～0.7L/min·t。

其中，4个对比例使得钢液的夹杂物中SiO₂组分的含量≥40％、CaO组分的含量≤30％、Al₂O₃组分的含量≤10％，以禁止铝脱氧，而3个对比例未禁止铝脱氧。

所述精炼工序中，采用渣料进行造渣，所述渣料的渣碱度为2.5～3.0。

(4)RH真空精炼工序

将钢液在RH真空炉的真空室中进行真空精炼去除钢液中的夹杂物，具体地，真空室的真空度≤1.5mbar，使钢液在这样的高真空环境中处理15分钟，然后镇静处理15分钟，真空结束后，破空定氧≥0.003％。

(5)喂合金线工序

用钢带通过包芯线机将镁合金包覆呈带芯线，并用喂线机以4m/s的速度将带芯线喂入钢包中，待钢皮熔化后，将镁合金释放至钢液中，进行脱氧合金化、脱硫、净化钢液和化学成分调整。

(6)连铸工序

将所述钢液浇铸成连铸坯，控制中间包的过热度为18～35℃，浇铸拉速为0.64～0.66m/min，控制连铸坯凝固过程中的总压下量为23～28mm，单辊的压下量≤5mm。

(7)加热轧制工序

将所述连铸坯经加热炉加热后连续轧制成直径为6.5mm的盘条。

(8)控制冷却工序

对所述盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，其中，吐丝温度为890℃，风机和保温罩全部关闭，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.15m/s。

4个实施例及3个对比例各自根据上述制备方法，制得最终的盘条产品，成品盘条的化学成分及质量百分比(数值单位，％)如表1所示。

[表1]

对盘条进行检验，盘条的组织、力学性能如表2所示，且实施例1～4的盘条中含镁夹杂物的密度＞200个/mm²。

[表2]

(9)表面处理、拉丝、镀铜

以所得盘条为母材经氧化皮去除、拉丝、镀铜后制备得到焊丝，且拉丝前不经退火，焊丝直径见表3。

采用上述焊丝对桥梁钢板进行埋弧焊焊接，桥梁钢板的型号、厚度见表3。采用FCB焊接方法，坡口为单V，焊接热输入、采用的焊剂及焊剂的碱度见表3。

[表3]

采用X射线和超声波对焊接接头进行探伤，探伤结果见表4。进一步对焊接好的焊缝进行力学性能测试，得到焊缝的抗拉强度、断后延伸率、屈强比、-60℃冲击吸收功Ak≥80J如表4所示，其中，拉伸试验对焊缝部位进行取样拉伸，且拉伸方向平行于焊接方向。

[表4]

由上述表格可知，在制备方法或焊接方法区别于本发明的情况下，3个对比例制备得到的焊丝的焊缝-60℃冲击吸收功较小，甚至出现低温冲击韧性不稳定、屈强比过高的情况，无法满足桥梁结构件的要求，尤其是对比例7的盘条在制备过程中采用Al脱氧，导致盘条的强度过高，拉丝过程中必须经过退火处理才能拉丝成功。

综上所述，采用本发明的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法制备得到的盘条，进一步拉拔制备成的大热输入埋弧焊焊丝，在焊接热输入≥300kJ/cm的焊接条件下，结合碱度>2.5的含镁烧结焊剂，单道次可焊透的钢板厚度>40mm，且焊缝的屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J，焊接接头性能优良，适用于对屈强比要求比较严格的桥梁结构件的焊接。

Claims (10)

1.一种大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C0.04～0.06％、Si 0.1～0.2％、Mn 1.4～1.6％、Ni 1.0～1.5％、Nb0.02～0.04％、Ti 0.02～0.05％、B 0.0040～0.0055％、Al<0.004％、Mg 0.0005～0.0020％、P≤0.012％、S≤0.005％、N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，其特征在于，其化学成分以质量百分比计还包括：Cr 0.05～0.30％、V 0.01～0.15％、Zr 0.005～0.020％、Cu 0.05～0.30％四者中的一种及以上。

3.根据权利要求2所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条，其特征在于，其中含镁夹杂物的密度＞200个/mm²，盘条的抗拉强度≤600MPa,断面收缩率≥80％。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、喂合金线、连铸、加热轧制、控制冷却；其中，所述转炉冶炼工序和所述LF精炼工序中，禁止铝脱氧；所述RH真空精炼工序中，将钢液在RH真空炉的真空室中进行真空精炼去除钢液中的夹杂物，真空室的真空度≤1.5mbar，真空结束后，破空定氧≥0.003％。

5.根据权利要求4所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述铁水预脱硫工序中，高炉铁水在脱硫前满足：温度≥1360℃，C 4.0～4.5％，S≤0.04％，Ti≤0.04％，Si 0.20～0.60％，P≤0.10％，其余为Fe和其它不可避免的杂质，预脱硫后的铁水中S含量≤0.002％。

6.根据权利要求4所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述控制冷却工序中，对所述盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，其中，吐丝温度为890℃，风机和保温罩全部关闭，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.15m/s。

7.一种大热输入埋弧焊焊丝，其特征在于，所述大热输入埋弧焊焊丝由权利要求1～3任一项所述的大热输入埋弧焊焊丝钢盘条为母材，且无需退火处理直接拉丝制备而成。

8.根据权利要求7所述的大热输入埋弧焊焊丝，其特征在于，焊接热输入≥300kJ/cm时，单道次可焊透的钢板厚度>40mm，且焊缝的含镁夹杂物的密度＞300个/mm²、屈强比<0.75、延伸率为23～30％、-60℃冲击吸收功Ak≥80J。

9.一种大热输入焊接方法，其特征在于，采用如权利要求7或8所述的大热输入埋弧焊焊丝对厚度>40mm的钢板进行埋弧焊焊接，焊接热输入≥300kJ/cm，采用的焊剂为含镁焊剂，且所述焊剂的碱度>2.5。

10.根据权利要求9所述的大热输入焊接方法，其特征在于，所述焊剂的化学成分以质量百分比计包括：MgO>40％，(CaF₂+TiO₂+MnO)>45％。