专利名称：一种600MPa级气体保护焊丝的制作方法
技术领域：
本发明属于焊接材料领域，具体为一种低成本的高强度气体保护焊丝，采用Ar+20％CO2富氩气体保护，可焊接强度级别大于600MPa的低合金高强钢。
背景技术：
富氩气体保护焊具有生产效率高，焊缝质量好，焊接过程中不用清渣等特点，已广泛应用于工程机械、煤矿机械、铁路桥梁、高层建筑以及高压容器等大型重要结构件的焊接生产。近年来，随着冶炼技术的不断发展，以及控轧、控冷和微合金化元素的应用，钢材的性能正向高强度、高韧性的方向发展，以降低材料消耗，减轻结构重量、提高结构性能和安全性。这将对焊接接头的强韧性，进而对焊接材料和焊接工艺提出了更高的要求。在现有的焊接材料中，能够保证焊缝金属的强度大于600MPa，且具有良好韧性和塑性的气保护焊丝并不多，主要有宝钢生产的GH60焊丝以及中国发明专利(授权公告号CN1152767C)MnNiTiB系焊丝和中国发明专利(公开号CN1611321A)MnCrNiTi系焊丝等。前两种焊丝虽然都满足了强度和韧性要求，但GH60焊丝含有0.3～0.5％的Mo，专利CN1152767C中的焊丝含有0.5～1.4％的Ni。而Mo、Ni属于较为贵重的有色金属，使焊丝的成本增加。专利CN1611321A中的焊丝，不仅含有0.2～0.6％的Ni，而且强度也满足不了600MPa级低合金钢的焊接要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不含Mo、Ni元素的低成本的600MPa级气体保护焊丝，由其采用富氩气体保护焊接得到的熔敷金属的抗拉强度大于600MPa，且具有良好的韧性和塑性。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
焊丝的主要化学成分(重量百分比，％)为C 0.05～0.12，Si 0.40～0.80，Mn1.60～2.10，Cr 0.15～0.50，Cu 0.10～0.40，Ti 0.08～0.15，S≤0.015，P≤0.020，余为Fe及不可避免的杂质。
现将本发明焊丝化学成分设计的依据叙述如下C是保证强度的重要因素，但在高强钢焊缝中也是致脆元素，而影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，所以要严格控制焊丝中的碳含量。加入Mn、Cr元素，一方面通过固溶强化提高了焊缝金属的强度，另一方面Mn、Cr元素推迟了奥氏体的转变温度，促进了针状铁素体的形成，细化了焊缝金属组织，提高了焊缝金属的低温韧性。加入少量的Cu不仅固溶强化焊缝金属，而且提高焊缝的抗腐蚀性能。加入少量的Ti元素可以进一步细化焊缝组织，Ti与O、N形成的TiO和TiN，作为针状铁素体的形核质点，促进了奥氏体晶粒内针状铁素体的形成。同时Ti能降低焊接过程中金属的飞溅，提高焊接工艺性能。焊丝中加入Si是熔池脱氧所必须的，控制Mn、Si含量还可以改善焊接工艺性能。S、P作为杂质元素，含量偏高时，会明显降低焊缝金属的韧性，应尽量降低。
本发明焊丝经真空感应炉冶炼，再经锻造、热轧、拔丝、镀铜、缠轴等工序后，即可完成焊丝的制造过程。
本发明焊丝与现有技术相比，具有如下特点1.本发明焊丝由于不含贵重金属Mo、Ni等元素，成本明显降低。
2.本发明焊丝采用Ar+20％CO2混合气体保护焊接，所得熔敷金属的抗拉强度Rm≥630MPa，低温韧性AKV-30℃≥90J。
3.本发明焊丝适用于工程机械、煤矿机械、铁路桥梁、高层建筑以及高压容器等大型重要结构件的焊接生产。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
根据本发明的化学成分范围，采用真空感应炉冶炼了三炉焊丝钢，经锻造、热轧、拔丝和镀铜等工序，加工成直径1.2mm的成品焊丝。焊丝的化学成分如表1所示。三种焊丝采用Ar+20％CO2富氩气体保护，焊接参数为焊接电流280A，电弧电压32V，进行焊接所得熔敷金属的机械性能如表2所示。
表1实施例焊丝的化学成分
表2实施例焊丝熔敷金属的机械性能
权利要求
1.一种600MPa级气体保护焊丝，其特征在于它的化学成分(重量百分比，％)为C 0.05～0.12，Si 0.40～0.80，Mn 1.60～2.10，Cr 0.15～0.50，Cu 0.10～0.40，Ti 0.08～0.15，S≤0.015，P≤0.020，余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种600MPa级气体保护焊丝，其特征在于它的化学成分的具体用量，C 0.07、Mn 1.82、Si 0.62、Ti 0.11、Cr 0.23、Cu 0.27、P 0.01和S 0.003。
3.根据权利要求1所述的一种600MPa级气体保护焊丝，其特征在于它的化学成分的具体用量，C 0.069、Mn 1.74、Si 0.53、Ti 0.09、Cr 0.32、Cu 0.18、P 0.012和S 0.006。
4.根据权利要求1所述的一种600MPa级气体保护焊丝，其特征在于它的化学成分的具体用量，C 0.082、Mn 1.96、Si 0.68、Ti 0.12、Cr 0.24、Cu 0.22、P 0.01和S 0.005。
5.根据权利要求1所述的一种600MPa级气体保护焊丝，其特征在于该焊丝焊接时应采用Ar+20％CO2富氩气体保护。
全文摘要
本发明提供了一种600MPa级气体保护焊丝，适合于工程机械、煤矿机械、铁路桥梁、建筑以及高压容器焊接用。该熔化极气体保护焊焊丝的化学成分(重量百分比，％)为C 0.05～0.12，Si 0.40～0.80，Mn 1.60～2.10，Cr 0.15～0.50，Cu0.10～0.40，Ti 0.08～0.15，S≤0.015，P≤0.020，余为Fe及不可避免的杂质。该焊丝采用Ar+20％CO
文档编号B23K35/22GK101020279SQ20071001078
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者国旭明, 武保林, 王继杰, 沙桂英, 莫春立 申请人:沈阳航空工业学院