一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝，该焊丝组成按重量百分比计为：C0.065-0.12％、Mn1.45-1.85%、Si0.80-1.00%、P≤0.015%、S≤0.014%、Mo≤0.10%、Cu≤0.20%、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、V≤0.02％、B≤0.008%、Fe96.4-97.0%、余量为杂质。采用本发明焊丝焊接后焊缝具有与钢材接近的强度、韧性和抗裂性，并具有一定的抗辐照性能等优良性能。
【专利说明】—种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种焊丝，特别涉及一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝。
【背景技术】
[0002]能源是国民经济的基础产业，是制约我国经济持续发展的重要环节。而核电是安全、清洁和高效的能源，发展核电，对于我国满足电力需求，优化能源结构，保障能源安全，促进经济持续发展，具有十分重要的战略性意义。但由于核电设备服役条件的特殊性，对设备的原材料和工艺提出了更高的要求。重型支撑、BIT等作为辅助设备，服役环境较核一级设备更为良好，但仍需考虑辐照脆化、回火脆性、腐蚀性等因素。牌号为P295GH的钢板，属于碳素钢厚板，为提高支撑架的安全性和稳定性，需要开发P295GH配套的气保焊丝。
【发明内容】
[0003]为克服焊缝金属在低辐照条件下塑韧性急剧下降的辐照脆化效应，本发明提供了一种低温韧性良好且焊接工艺性能良好，适合核电结构用气保焊丝，采用该焊丝焊接后焊缝具有与钢材接近的强度、韧性和抗裂性，并具有一定的抗辐照性能等优良性能。
[0004]技术方案是:一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝，该焊丝组成按重量百分比计为:
C 0.065-0.12 %、Mn 1.45-1.85%、Si 0.80-1.00%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.014%、Mo(0.10%、Cu ( 0.20%、Cr ^ 0.10%, Ni ^ 0.10%, V ^ 0.02%, B≤ 0.008%、Fe96.4-97.0%、余量为杂质。
[0005]本发明发明原理:
为满足核电用支撑架结构钢焊接应用要求，在焊缝金属中产生具有高密度位错的针状铁素体组织，保证焊缝的韧性要求。
[0006]当焊丝中的Mn、Si在冶金反应中，进行脱氧反应形成一定数量和大小的氧化物夹杂物，作为针状铁素体的形核质点，保证了焊缝的强度和韧性要求。
[0007]S1:在气体保护焊接中，Si含量作为主要的脱氧元素之一是不就额缺少的。当焊丝中的Si含量低于0.5%时，脱氧不充分，使得焊缝中氧含量过高，为晶界铁素体的形成提供条件，使得针状铁素体的含量减少，降低了焊缝的韧性；当焊缝中Si含量过高时，会使焊缝金属硬化。考虑到焊接冶金中夹杂上浮的问题和冲击韧性问题，焊缝Mn/Si >2.5，因此将Si含量控制在0.80%-1.0%是合适的。
[0008]Mn =Mn与Si联合脱氧作用，脱氧反应产生的的氧化物夹杂物，作为针状铁素体的形核质点，有助于细化晶粒，改善焊缝韧性。
[0009]P:在辐照条件下，P含量越高，服役时间越长，P元素越易发生晶界偏析现象，使得焊缝性能恶化，且P是极易导致回火脆性的。因此将P含量控制在< 0.015%是合适的。
[0010]Cu:受中子辐射后，会产生富Cu析出物，通常这种富Cu析出物包含P、N1、Mn和Si等合金元素，因此应将Cu含量控制在尽量低的水平，考虑到焊丝生产中镀铜的原因，将Cu含量控制在≤0.20%是合适的。
[0011]B:在中子辐照条件下，材料内部生成成对的间隙原子和空位两种点缺陷。而间隙原子带有很高的能量，又可以作为入射粒子去碰撞其它晶格位置的原子，由此产生级联过程，大连的间隙原子相互聚集，形成数目众多的位错环。而B原子小，易成为间隙原子，因此将B含量控制在尽量低的水平，将B含量控制在< 0.008%是合适的。
[0012]本发明有益效果:
本发明焊丝用于生产的支撑架其焊缝性能为:抗拉强度550-600Mpa，屈服强度440-480Mpa，伸长率25-32%，夏比冲击功为Akv (0°C) = 160-200J、夏比冲击功为Akv(-30°C)=80-140J、剪切面积为66-73 ;热影响区的夏比冲击功为Akv(-30°C )= 120-160J、剪切面积为75-83，性能大大优于支撑架对焊缝性能要求的要求，具有与支撑架本体相近的高强度、高韧性、较好的抗辐照性等优良性能，可有效提高支撑架的安全性、寿命等特点。
[0013]本发明焊丝焊接飞溅小，铁水流动性好。
[0014]本发明焊丝力学性能稳定，焊缝金属抗拉强度为520_600Mpa，屈服强度≥ 420Mpa, Akv (-30°C)≤ 47J。
【具体实施方式】
[0015]下面将对本发明作进一步说明。
[0016]一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝，该焊丝组成按重量百分比计为:
C 0.065-0.12% ,Mn 1.45-1.85%、Si 0.80-1.00%、0 < P ≤ 0.015%、0 < S ≤ 0.014%、0<Mo ≤ 0.10%, 0 < Cu ≤ 0.20%,0 < Cr ≤ 0.10%,0 < Ni ≤ 0.10%,0 < V ≤ 0.02%,0 < B ≤ 0.008%、Fe 96.4-97.0%、余量为杂质，其中 P、S、Mo、Cu 'Cr、N1、V、B 的含量均
大于O。
[0017]该焊丝可以按照常规气体保护焊焊丝生产工艺制得。
[0018]将制作出的该用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝分别用于下面的实验一和实验二进行检测。
[0019]实验一:将焊丝对S355J0钢板进行平对接焊，经检测焊缝的性能为:抗拉强度520-550Mpa,屈服强度420_440Mpa，伸长率23-27%，焊缝的硬度为193-217HV10，焊缝的夏比冲击功为Akv (O0C)= 174-180J、侧向膨胀量为2.28mm_2.40mm ;热影响区的夏比冲击功为Akv (O0C) = 166-180J、侧向膨胀量为2.18mm_2.22mm，其性能大大优于S355J0钢板技术指标。弯曲试验亦均合格(弯曲角度为180°，弯曲直径为壁厚的四倍)。
[0020]实验二:将焊丝对S355J0钢板在立焊位置进行对接焊，经检测焊缝的性能为:抗拉强度550-610Mpa，屈服强度450_480Mpa，伸长率23-27%，焊缝的硬度为198-225HV10，焊缝的夏比冲击功为Akv (O0C) = 130-1160J、侧向膨胀量为2.10mm-2.35mm ;热影响区的夏比冲击功为Akv (O0C)= 140-153J、侧向膨胀量为1.95mm-2.20mm，其性能大大优于S355J0钢板技术指标。弯曲试验亦均合格(弯曲角度为180°，弯曲直径为壁厚的四倍)。
【权利要求】
1.一种用于核电重型支撑架的气体保焊焊丝，该焊丝组成按重量百分比计为:C 0.065-0.12%Mn 1.45-1.85%Si 0.80-1.00%P^0.015%S ≤ 0.014%Mo ( 0.10%Cu ( 0.20%Cr ( 0.10%Ni ( 0.10%V ≤ 0.02%B ≤ 0.008%Fe 96.4-97.0%余量为杂质。
【文档编号】B23K35/30GK103659047SQ201310621044
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】佘应堂, 郑海, 杨强, 王淦刚, 邱振生, 赵建仓, 杨春乐, 朱平, 匡艳军, 孙广 申请人:四川大西洋焊接材料股份有限公司, 苏州热工研究院有限公司, 中广核工程有限公司