專利名稱：一種含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲。
背景技術(shù)：
為滿足新時(shí)期工業(yè)發(fā)展的需求，我國(guó)研制生產(chǎn)出一種新型的銅時(shí)效硬化型低合金高強(qiáng)鋼。該鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕、焊接性好、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等綜合優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已替代強(qiáng)度級(jí)別相當(dāng)?shù)倪M(jìn)口鋼材應(yīng)用于海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)，且亦在工程機(jī)械中得到實(shí)際應(yīng)用；此外，因其具有優(yōu)良的綜合性能，該鋼在管線、船舶等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
根據(jù)檢索，在現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊用焊絲技術(shù)中，還未發(fā)現(xiàn)有與新型銅時(shí)效硬化型低合金高強(qiáng)鋼可以匹配的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，也未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的技術(shù)報(bào)導(dǎo)。其主要原因是，該低合金高強(qiáng)鋼具有高的技術(shù)要求其屈服強(qiáng)度RP0.2≥600MPa，低溫沖擊韌性-40℃AKv≥80J，落錘試驗(yàn)的無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDT≤-70℃，耐蝕性好，一般結(jié)構(gòu)件在0℃以上可進(jìn)行不預(yù)熱焊接。若要與該低合金高強(qiáng)鋼匹配焊接，現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊焊絲還存在以下不足1)、雖然可滿足高強(qiáng)度的要求，但韌性不夠；2)、現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊焊絲的含碳量偏高，且焊絲中銅元素一般是作為殘余元素須嚴(yán)格限制的，與鋼的匹配性不好，影響接頭的使用性能。
3)焊接的抗裂性能不能滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊用焊絲匹配焊接新型銅時(shí)效硬化型低合金高強(qiáng)鋼時(shí)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，通過采取降低碳含量、加入銅元素、微合金化處理以及對(duì)焊絲的整體化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其能滿足低合金高強(qiáng)鋼焊接接頭性能的使用要求。
該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，其基本化學(xué)成分組成為(重量比)C0.01～0.06％；Si0.30～0.70％；Mn1.00～1.60％；S≤0.010％；P≤0.015％；Ni2.00～2.80％；Mo0.10～0.40％；其余成分為Fe；在此基礎(chǔ)上焊絲中還同時(shí)加入有0.20～0.80％的Cu和0.03～0.20％的Ti；此外焊絲中的氣體成分控制含量為O≤60ppm、N≤100ppm；。
該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，可采用真空感應(yīng)爐冶煉生產(chǎn)，亦可采用電爐加爐外精煉方法冶煉生產(chǎn)，只要焊絲最終的化學(xué)成分能滿足以上發(fā)明內(nèi)容的要求；此外，焊絲的整個(gè)冶煉生產(chǎn)過程及加工過程與普通的氣體保護(hù)焊用焊絲沒有差異。
由于本發(fā)明采用了如上所述技術(shù)方案，其具有如下優(yōu)越性該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，其碳含量較低，為0.01～0.06％，含有0.20～0.80％的Cu，焊絲中同時(shí)加入有0.03～0.20％的Ti，且焊絲整體化學(xué)成分設(shè)計(jì)合理。也正如此，該焊絲匹配20％CO2+80％Ar的保護(hù)氣體所進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明焊縫金屬的屈服強(qiáng)度RP0.2＞600MPa，焊縫金屬在-40℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)沖擊功Akv達(dá)150J以上，焊縫金屬落錘試驗(yàn)測(cè)出的無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDT≤-85℃，-30℃下焊縫金屬的動(dòng)態(tài)撕裂能達(dá)1000J以上；而在相同條件下，采用強(qiáng)度級(jí)別相當(dāng)?shù)默F(xiàn)有氣體保護(hù)焊焊絲的試驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫金屬在-40℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)沖擊功Akv為60～80J，焊縫金屬落錘試驗(yàn)測(cè)出的無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDT＞-55℃，-30℃下焊縫金屬的動(dòng)態(tài)撕裂能為150～350J?？梢娖涫褂眯Ч诛@著。
具體實(shí)施例方式
一該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲的化學(xué)成分為(重量比)C0.022，Si0.39，Mn1.12，S0.005，P0.009，Ni2.05，Mo0.14，Cu0.23 Ti0.035，O0.0033，N0.0043；其余成分為Fe。
具體實(shí)施例方式
二該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲的化學(xué)成分為(重量比)C0.043，Si0.45，Mn1.25，S0.006，P0.012，Ni2.41，
Mo0.19，Cu0.44，Ti0.082，O0.0042，N0.0065；其余成分為Fe。
具體實(shí)施例方式
三該含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲的化學(xué)成分為(重量比)C0.056，Si0.62，Mn1.53，S0.005，P0.014，Ni2.73，Mo0.35，Cu0.74，Ti0.175，O0.0051，N0.0084；其余成分為Fe。
實(shí)施例的試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

以上實(shí)施例測(cè)試結(jié)果的試驗(yàn)條件為采用的保護(hù)氣體為20％CO2+80％Ar，焊絲的直徑規(guī)格為φ1.2mm，焊接工藝為焊接電流I220～280A，焊接電壓U25～30V，焊接速度v18～25cm/min，氣體流量20～25L/min，焊接的道間溫度T80～120℃。
權(quán)利要求
1.一種含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，其特征在于其基本化學(xué)成分組成為(重量比)C0.01～0.06％；Si0.30～0.70％；Mn1.00～1.60％；S≤0.010％；P≤0.015％；Ni2.00～2.80％Mo0.10～0.40％；其余成分為Fe；在此基礎(chǔ)上焊絲中還同時(shí)加入有0.20～0.80％的Cu和0.03～0.20％的Ti；此外焊絲中的氣體成分控制含量為O≤60ppm、N≤100ppm；。
全文摘要
一種含銅的高強(qiáng)度高韌性氣體保護(hù)焊焊絲，其基本化學(xué)成分組成為(重量比)C0.01～0.06％；Si0.30～0.70％；Mn1.00～1.60％；S≤0.010％；P≤0.015％；Ni2.00～2.80％；Mo0.10～0.40％；其余成分為Fe；在此基礎(chǔ)上焊絲中還同時(shí)加入有0.20～0.80％的Cu和0.03～0.20％的Ti；此外焊絲中的氣體成分控制含量為O≤60ppm、N≤100ppm；該焊絲的焊縫金屬屈服強(qiáng)度達(dá)600MPa以上，－40℃下標(biāo)準(zhǔn)沖擊功Akv達(dá)150J以上、落錘試驗(yàn)的無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDT≤－85℃、－30℃下焊縫金屬的動(dòng)態(tài)撕裂能達(dá)1000J以上。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1939647SQ200510018069
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者朱丙坤, 周浩, 李少兵, 張俊旭 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所