專利名稱：：一種800MPa級高強度高韌性氣體保護焊絲的制作方法
技術領域：
：本發明屬于焊接材料領域，具體為一種Ti、Zr微合金化的高強度高韌性氣體保護焊絲，采用Ar+20%C02富氬氣體保護，可焊接強度級別大于800MPa的低合金高強度結構鋼。
背景技術：
：隨著冶煉技術的進步，以及控軋、控冷和微合金化元素的應用，鋼材的性能正向高強度、高韌性的方向發展，以降低材料消耗，減輕結構重量、提高結構性能和安全性。這將對焊接接頭的強韌性，進而對焊接材料和焊接工藝提出了更高的要求。近年來800MPa級高強度結構鋼已應用于煤礦機械的液壓支架、機車的鉤尾框、運輸浮橋以及水電行業的壓力鋼管和汽輪機等。然而在現有發明的焊接材料中，能夠保證焊縫金屬的強度大于800MPa的氣保護焊絲主要有中國發明專利(公開號CN1709635A)和中國發明專利(公開號CN1654160A)。雖然這兩種焊絲都能夠滿足焊縫金屬的強度要求，但由于專利CN1709635A發明的焊絲含有0.10.55X的Cu，專利CN1654160A發明的焊絲含有0.010.05%的Nb，而Cu和Nb元素屬于沉淀強化元素，在焊后熱處理過程中會沉淀析出，而導致熱脆性。此外這兩種發明焊絲都含有微量元素B，金屬B在冶煉過程中極易偏析，導致化學成分不均勻，而使焊縫金屬的韌性不穩定。
發明內容本發明的目的在于提供一種適合于焊后調質處理的800MPa級氣體保護焊絲，由其采用富氬氣體保護焊接得到的熔敷金屬的抗拉強度大于800MPa，且具有良好的韌性和塑性。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案焊絲的主要化學成分(重量百分比，％)為C0.050.10，Si0.200.60，Mnl.602.lO，Ni1.82.4，Mo0.20.6，Cr0.100.50，Ti0.040.10，Zr0.020.08，S《0.010，P《0.015，余量為Fe及不可避免的雜質。現將本發明焊絲化學成分設計的依據敘述如下C是保證強度的重要因素，但在高強鋼焊縫中也是致脆元素，而影響焊縫金屬的抗裂性能和沖擊韌性，所以要嚴格控制焊絲中的碳含量。加入Mn、Mo、Cr元素，一方面通過固溶強化提高了焊縫金屬的強度，另一方面Mn、Mo、Cr元素推遲了奧氏體的轉變溫度，促進了針狀鐵素體的形成，細化了焊縫金屬組織，提高了焊縫金屬的低溫韌性。加入Ni元素可使CCT曲線右移，促使焊縫針狀鐵素體的形成，而且有利于提高焊縫金屬的低溫韌性。加入少量的Ti元素可以進一步細化焊縫組織，Ti與0、N形成的TiO和TiN，作為針狀鐵素體的形核質點，促進了奧氏體晶粒內針狀鐵素體的形成。加入少量的Zr元素可與0形成ZrO形核質點，促使焊縫針狀鐵素體的形成，同時Zr還可與N化合生成氮化鋯，降低焊縫中的游離氮，提高焊縫的韌性。S、P作為雜質元素，含量偏高時，會明顯降低焊縫金屬的韌性，應盡量3降低。本發明焊絲經真空感應爐冶煉，再經鍛造、軋制、拔絲、鍍銅、纏軸等工序后，即可完成焊絲的制造過程。本發明焊絲與現有技術相比，具有如下特點1.本發明焊絲由于不含有Cu、Nb等沉淀析出元素，適合于焊后要求調質處理的結構件的焊接。2.本發明焊絲通過添加微合金元素Ti、Zr與0形成氧化物形核質點，促使焊縫針狀鐵素體的形成，而進一步提高了焊縫金屬的韌性。2.本發明焊絲采用Ar+20%C02混合氣體保護焊接，所得熔敷金屬的抗拉強度Rm>800MPa，低溫韌性AKV—4。。c>80J。3.本發明焊絲適用于工程機械、煤礦機械、鐵路橋梁、水電行業、輸送管線以及高壓容器等大型重要結構件的焊接生產。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。根據本發明的化學成分范圍，采用真空感應爐冶煉了兩爐焊絲鋼。冶煉時先同時添加純鐵、碳、硅、鉻、鉬和鎳，并抽真空后進行冶煉，待全部合金熔化后，再加入金屬錳、鈦和鋯，并向爐中通入純氬，以防止錳的過分蒸發，保證合金元素的成分配比。冶煉后的焊絲鋼鑄錠經鍛造、軋制、拔絲、鍍銅和纏軸等工序，加工成直徑1.2mm的成品焊絲。焊絲的化學成分如表1所示。兩種焊絲采用Ar+20%C02富氬氣體保護焊接，才能保證焊縫金屬的高強度和高韌性。焊接參數為焊接電流280A，電弧電壓32V，用發明的焊絲進行焊接所得熔敷金屬的機械性能如表2所示。表1實施例焊絲的化學成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2實施例焊絲熔敷金屬的機械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述表1中的焊絲所列化學成份中余量為Fe及不可避免的雜質。通過實驗，只有焊絲中S《0.010，P《0.015，且添加微量的Ti、Zr等微合金元素才能保證焊縫金屬具有優異的低溫韌性。權利要求一種800MPa級高強度高韌性氣體保護焊絲，其特征在于它的化學成分按重量％為C0.05～0.10，Si0.20～0.60，Mn1.60～2.10，Ni1.8～2.4，Mo0.2～0.6，Cr0.10～0.50，Ti0.04～0.10，Zr0.02～0.08，S≤0.010，P≤0.015，余量為Fe及不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述的一種800MPa級高強度高韌性氣體保護焊絲，其特征在于它的具體化學成分按重量％為:C0.082，Si0.49，Mn1.83，Ni1.89，Mo0.34，Cr0.25，Ti0.04，Zr0.03，S0.003，P0.Ol，余量為Fe及不可避免的雜質。3.根據權利要求1所述的一種800MPa級高強度高韌性氣體保護焊絲，其特征在于它的具體化學成分按重量％為:C0.070，Si0.54，Mn1.78，Ni2.00，Mo0.31，Cr0.28，Ti0.07，Zr0.04，S0.006，P0.009，余量為Fe及不可避免的雜質。4.根據權利要求1所述的一種SOOMPa級氣體保護焊絲，其特征在于焊絲中S《0.010，P《0.015，并添加微量的Ti、Zr微合金元素，余量為Fe及不可避免的雜質。5.根據權利要求1所述的一種800MPa級氣體保護焊絲，其特征在于該焊絲焊接時應采用Ar+20%C02富氬氣體保護焊接。全文摘要本發明提供了一種800MPa級高強度高韌性氣體保護焊絲，適合于工程機械、煤礦機械、鐵路橋梁、水電行業、輸送管線以及高壓容器焊接用。該熔化極氣體保護焊焊絲的化學成分(重量百分比，％)為C0.05～0.10，Si0.20～0.60，Mn1.60～2.10，Ni1.8～2.4，Mo0.2～0.6，Cr0.10～0.50，Ti0.04～0.10，Zr0.02～0.08，S≤0.010，P≤0.015，余量為Fe及不可避免的雜質。該焊絲采用Ar+20％CO2富氬氣體保護焊接，可焊接抗拉強度Rm≥800MPa的低合金高強度鋼，焊縫金屬在焊態和焊后調質處理條件下，具有高的強度和優良的低溫沖擊韌性。文檔編號B23K35/30GK101733580SQ20081022885公開日2010年6月16日申請日期2008年11月18日優先權日2008年11月18日發明者關常勇,國旭明,張金生,王繼杰申請人:山東索力得焊材有限公司;沈陽航空工業學院