专利名称：一种高强度高韧性埋弧焊丝的制作方法
技术领域：
本发明属于焊接材料领域。适用于Q690级钢材的焊接，具有高的屈服强度、抗拉强度和具有优异的低温冲击韧性。
背景技术：
随着结构钢向高强度级别方向发展，Q690强度级别低合金高强度钢在工程机械、 港口机械、海洋工程等领域的应用越来越多。基于钢结构安全因素要求焊缝同时具有高的屈服强度、抗拉强度及优异的低温韧性，但要同时要求减轻设备自身重量，因此低合金高强度钢被越来越多的应用于钢结构、工程机械制造领域。以前钢结构、工程机制造企业采用的焊接材料只能满足Q490、Q590强度级别低合金钢的焊接，随着Q690强度级别低合金高强度应用愈来愈多，急需开发一种高强度高韧性的埋弧焊丝。本发明埋弧焊丝具有高强度、高韧性的特点。
发明内容
本发明的目的是提出一种成份设计合理，具有高强度、高冲击韧性的埋弧焊丝。根据本发明的目的，我们所提出的组成高强度、高韧性埋弧焊丝的化学成份(重量％)为 C 彡 0. 12% ；Mn 1. 40-1. 90% ；Si 0. 20-0. 60% ；S 彡 0. 015% ；P 彡 0. 020% ；Cr 彡 0. 60% ； Ni 1. 80-2. 80% ；MoO. 25-0. 65% ；Cu ^ 0. 25% ；另外添加适量 Ti、B 微量元素，其余为 Fe。 在本发明埋弧焊丝化学成份中，我们对各化学元素的限定理由分别叙述如下在本发明埋弧焊丝的成份中，碳有提高熔敷金属强度的效果，同时对降低其韧性和抗裂性能都有明显的作用，为提高韧性和改善抗裂性能，碳的含量应尽可能低些。但是，埋弧焊接过程中碳元素有较大的烧损，所以，为保证适当的强度及尽可能降低碳对韧性及抗裂性能影响，碳含量限制在< 0. 12%。在本发明中加入锰是因为其具有良好的脱氧及脱硫，同时能有效提高熔敷金属的强度，当熔敷金属中锰含量低于时，熔敷金属强度达不到要求，同时也不利于防止焊接热裂纹的产生；当熔敷金属锰含量大于1.6%时，韧性会降低.考虑埋弧焊丝焊接过程锰元素烧损较大烧损的因素，因此焊丝成份中锰含量限制在1. 4-1. 9%，以保证在焊接时熔敷金属中锰含量在1-1. 6%范围，充分发挥锰提高强度及提高抗裂性的作用.硅是焊接过程中有效的脱氧元素，当熔敷金属中硅含量小于0. 时，不可能充分的脱氧，使焊缝产生气孔等焊接缺陷；当熔敷金属中硅含量超过0.6%时，则对焊缝的低温韧性有损害， 所以在焊丝成份中硅含量限制在0. 2-0.6%,以保证熔敷金属中硅含量控制在0. 1-0.6% 范围.在本发明焊丝成份中加入镍可通过细化a相的晶粒来提高熔敷金属的韧性，降低其脆性转变温度，当含量小于1. 8%时，低温冲击功不能达到高强度钢的要求，但镍含量大于 3. 8%时，热裂纹敏感性则会增大，因此焊丝镍含量限制在1. 8-2. 8% .铬是碳化物形成元素，对提高强度有明显作用，但对低温韧性也有明显的不良影响，因引要获得理想的低温韧性，因此焊丝铬含量应控制在0. 6%以下.钼在提高强度的同时对低温韧性没有明显的不良影响，但钼含量高于1. 2%时，会对材料的韧性不利因此，为达到所要求的强度，焊丝钼含量控制在0.25-0. 65% .钛是强烈的脱氧元素，它与氮有很强的亲合力，所形成的TiN质点可作为晶核，促进针状铁素体的生成，具有细化组织提高韧性的效果，因此焊丝中添加适量的钛.在本发明中铜主要作为增加焊丝防锈性和导电性，限制在<0.25%.在本发明焊丝中的硫、磷都属于对熔敷金属的韧性有很大危害的元素，应该尽量降低.其余为铁.本发明的高强度、高韧性焊丝制造技术与现有技术相同。按本发明焊丝的合金成份进行冶炼并铸成钢锭，再经锻造、扎制盘条、拔丝成相应尺寸的焊丝后镀铜抛光，最后分卷包装成产品。采用本发明的焊丝具有成份设计简单、合理、成本低，配合SJ606焊剂施焊，能获得高强度、高韧性的焊缝，经实践证明本发明焊丝在17-20KJ/cm线能量条件下施焊，熔敷金属具有优良的综合力学性能，其抗拉强度大于760MPa ；屈服强度大于690MPa ；在_40°C的冲击功大于69J。
具体实施例方式采用本发明实施例的埋弧焊丝，通过与SJ606焊剂配合施焊得到时具有优良综合力学性能的熔敷金属。我们按设定的焊丝成份要求钢厂提供6. 5mm热轧盘条，我公司最后经过拉拔镀铜制成4. Omm埋弧焊丝.焊丝化学成份均列入表1.焊丝的制备是在现有设备及技术条件下制成.焊接用试板为Q690，厚度为20mm ；焊接坡口尺寸、取样位置及试验方法等均按国标GB/T 1M70执行。试验结果均列入表2。表 权利要求
1.一种具有适用于Q690级别钢材焊接的高强度高韧性埋弧焊丝，其特征在于熔敷金属屈服强度、抗拉强度高和具有优异低温韧性。
2.根据权利要求1所述的高强度高韧性埋弧焊丝，其特征在于组成该焊丝的化学成份 (重量％ )为C 彡 0. 12% ；Mn 1. 40-1. 90% ；Si 0. 20-0. 60% ；S 彡 0. 015% ；P 彡 0. 020% ； Cr ( 0. 60% ；Ni 1. 80-2. 80% ；MoO. 25-0. 65% ；Cu ( 0. 25% ；另外添加适量 Ti 微量元素， 其余为i^e。
全文摘要
一种高强度高韧性埋弧焊丝，本发明属于焊接材料领域.特别适用于Q690级别钢材的焊接。本发明的特征在于组成该焊丝的化学成份(重量％)为C≤0.12％；Mn 1.40-1.90％；Si 0.20-0.60％；S≤0.015％；P≤0.020％；Cr≤0.60％；Ni 1.80-2.80％；Mo 0.25-0.65％；Cu≤0.25％；另外添加适量Ti微量元素，其余为Fe。采用本发明埋弧焊丝与现有技术相比较，具有成份设计划简单、合理；本发明埋弧焊丝配合SJ606焊剂熔敷金属具有优良的综合性能，其抗拉强度大于760MPa；屈服强度大于690MPa；在-40℃的冲击功大于69J。
文档编号B23K35/30GK102528319SQ20101059990
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者吴平 申请人:上海大西洋焊接材料有限责任公司