專利名稱：耐候氣體保護(hù)焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，特別涉及屈服強(qiáng)度450MPa的耐候氣體保護(hù)焊絲。
背景技術(shù)：
氣體保護(hù)焊接已成為鋼結(jié)構(gòu)制造的一種主要高效焊接方法，目前在許多制造行業(yè)中，占有相當(dāng)高的比例。氣體保護(hù)焊絲的具有什么樣的性能，直接關(guān)系到整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的綜合性能和安全，如力學(xué)性能、耐大氣腐蝕性能、低溫沖擊性能等。
中國專利95108258.2公開“一種氣體保護(hù)焊焊絲”，它的特點(diǎn)是適用于低合金鋼的焊接，焊絲的化學(xué)成分配方如下C≤0.12％，Si0.3～0.9％，Mn1.0～1.2％，S≤0.025％，P≤0.025％，Ni0.5～1.5％，Mo0.1～0.6％，Ti0.05～0.2％，Zr0.01～0.1％。它的主要優(yōu)勢為焊縫性能好，焊接強(qiáng)度高和在負(fù)溫下使用效果明顯；其屈服強(qiáng)度均達(dá)到450MPa；具有較好的低溫沖擊性能-40℃，Akv≥50J；但是其不耐候。
中國專利01133651.X公開了“低合金高強(qiáng)鋼用高韌性氣體保護(hù)焊絲”，其化學(xué)成分如下C0.05～0.12％，Si0.30～1.2％，Mn1.2～2.0％，Ni0.6～1.6％，Cu0.10～0.50％，Cr0.10～0.60％，Ti0.10～0.20％，B0.002～0.010％；焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度為700～800MPa，-30℃時(shí)CVN沖擊韌性的Akv≥80J，具有一定的耐候性能，但是只適用于高強(qiáng)鋼的焊接，如用于MAG法焊接700MPa級低合金鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐候氣體保護(hù)焊絲，可確保所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時(shí)具有良好的綜合性能，尤其是-40℃的低溫沖擊韌性很好；而且，所得熔敷金屬的綜合性能良好屈服強(qiáng)度大于≥450MPa等。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是耐候氣體保護(hù)焊絲，其化學(xué)成分為(質(zhì)量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.06，余量為鐵。
進(jìn)一步，所述的Ni的優(yōu)選范圍為0.26～0.50。
本發(fā)明中加入Ni主要是為了保證焊縫中與Cu的合適比例，本發(fā)明Ni含量低。
加入一定量的Ti，一方面可以通過改善組織來提高低溫沖擊韌性，另一方面也可改善其焊接工藝性。
加入Cu、Cr、Ni，Cu-Cr-Ni耐候體系主要是保證熔敷金屬具有一定的耐候性，同時(shí)考慮與母材成份上相匹配性。
焊絲中低C、低S、低P以及較低的氣體元素主要是為了保證熔敷金屬具有高的塑性、低溫沖擊韌性和抗裂性。
另外，不含有B和Re元素。
本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明焊絲所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時(shí)具有良好的綜合性能，尤其是-40℃的低溫沖擊韌性很好；2.本發(fā)明焊絲所得熔敷金屬的綜合性能為屈服強(qiáng)度≥450MPa；抗拉強(qiáng)度≥550MPa；伸長率≥22％；(-40℃條件下)的Akv≥100J。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)鐵道部采用韓國焊絲SF-80W焊接Q450NQR1制造各種車輛，采用氣體為純CO2氣體，其熔敷金屬的化學(xué)成分和各種性能如表1至表4所示。
表1 SF-80W熔敷金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)

表2 SF-80W熔敷金屬的力學(xué)性能

備注采用純CO2作為保護(hù)氣體。
表3 SF-80W熔敷金屬CVN沖擊性能Akv

表4 相對應(yīng)試樣的剪切面積比例FA(％)

-40℃時(shí)SF-80W的Akv值僅為19J，與47J還有一定的差距；且FA值在0℃、-20℃時(shí)分別為64％、46％，這說明SF-80W的轉(zhuǎn)變溫度在0℃至-20℃之間，還達(dá)不到-40℃的沖擊性能要求。
本發(fā)明實(shí)施例焊絲的化學(xué)成分和所得熔敷金屬的各種性能如表5至表6所示，分別采用50Kg的真空感應(yīng)爐、1t真空感應(yīng)爐、300t轉(zhuǎn)爐，按設(shè)計(jì)的焊絲化學(xué)成分進(jìn)行控制冶煉。對冶煉好的鋼錠，軋制成5.5的盤條，再進(jìn)行熱處理、拉拔、鍍銅，最終獲得1.2的焊絲。
采用本發(fā)明的焊絲，配80％Ar+20％CO2的氣體，進(jìn)行熔敷金屬性能試驗(yàn)，相對應(yīng)實(shí)施例焊絲的力學(xué)性能如表6所示。具體的焊接規(guī)范為焊接電流280±10A，電弧電壓28±2V，焊接速度33±3cm/min，焊接線能量≈15KJ/cm。焊接試板厚20mm，坡口角度45。，帶12mm厚墊板，根部間隙12mm。試板和墊板均含有至少3mm的過渡層。
表5 焊絲的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)

表6 焊絲的性能

注Akv*是五個(gè)焊絲試樣的平均值；FA*是五個(gè)焊絲試樣相對應(yīng)的剪切面積平均值。
Akv表示CVN試驗(yàn)的沖擊數(shù)值。
FA表示相對應(yīng)沖擊試樣的剪切面積。
-40℃時(shí)該焊絲的Akv不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于47J，且FA也大于50％，說明這種焊絲的轉(zhuǎn)變溫度比-40℃更低。與韓國現(xiàn)代的SF-80W相比，其低溫沖擊性能具有明顯優(yōu)勢。
本發(fā)明的焊絲適于100％CO2和80％Ar+20％CO2焊接?？梢院附忧?qiáng)度450MPa級別的耐候鋼。主要應(yīng)用領(lǐng)域有鐵道車輛、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、工程機(jī)械、集裝箱等?，F(xiàn)已在鐵道車輛制造領(lǐng)域開始使用。
權(quán)利要求
1.耐候氣體保護(hù)焊絲，其化學(xué)成分為(質(zhì)量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.06，余量為鐵。
2.如權(quán)利要求1的耐候氣體保護(hù)焊絲，其特征是所述的Ni的優(yōu)選范圍為0.26～0.50。
全文摘要
耐候氣體保護(hù)焊絲，其化學(xué)成分為(質(zhì)量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.12，余量為鐵粉。其中，所述的Ni的優(yōu)選范圍為0.30～0.50。另外，不含有B和Re元素。本發(fā)明焊絲所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時(shí)具有良好的綜合性能，尤其是－40℃的低溫沖擊韌性很好；而且，本發(fā)明焊絲所得熔敷金屬的綜合性能優(yōu)良，其屈服強(qiáng)度≥450MPa；抗拉強(qiáng)度≥550MPa；伸長率≥22％；(－40℃條件下)的Akv≥100J。
文檔編號B23K35/30GK1611321SQ200310108200
公開日2005年5月4日 申請日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者屈朝霞, 曹能, 李自剛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司