[发明专利]一种高强度气体保护焊丝、盘条及其应用

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，更具体地，本发明涉及气体保护焊丝材料。

背景技术

气体保护焊工艺以其独特的优势，在工业发达国家制造业中得到广泛的应用。气体保护焊技术的发展，极大地提高了金属结构行业的制造技术水平。气体保护实心焊丝是一种高科技的焊接材料，它的产生与发展适应了焊接生产向高质量、高效率、自动化、低成本、环保型方向发展的趋势。我国的气体保护实心焊丝研制与开发始于50年代，但长期以来一直停留在研究阶段，近10年来该技术的发展较快，但与国外相比仍有很大差距。

目前我国CO₂气体保护实心焊丝已形成一定的生产规模，产量和质量也有很大的提高，针对Q235、Q345及Q390等结构钢的CO₂气体保护实心焊丝，能满足金属结构制造的要求。600MPa级高强钢、不锈钢、铝及铝合金等实心焊丝的质量也比较稳定。然而，700MPa级以上的高强钢焊丝、耐热钢焊丝的研制仍处于瓶颈阶段。800MPa级高强度钢等特殊钢种实心焊丝仍主要依靠进口。

随着国民经济的发展，我国焊接材料的消耗量将持续增长，为了尽快发展我国气体保护实心焊丝产业，更好地满足焊接生产需求，专家提出应大力发展气体保护焊丝品种，如700MPa、800MPa高强度焊丝等，以满足焊接生产发展要求。

本发明者对国内外的杂志、会议论文集、专利文献等作了初步检索，共检索到以下8篇相关文献。

1.The right welding wire could help the U.S.Navy save millions，Welding Journal.Vol.78，No.6，pp.55-58，June 1999.

2.Consumables for welding high strength steels，Svetsaren.Vol.54，no.1-2，pp.29-33.1999.

上述两项非专利文献的焊丝熔敷金属的化学成分如下表1所示，还原为光焊丝的化学成分的话，其Ni含量要稍大于表中所列数值，同时有可能不含Ti元素或含有微量的Ti。

表1文献1、2所述焊丝的熔敷金属的化学成分

3.焊接用焊丝，申请(专利)号：89105436.7

4.一种气体保护焊焊丝，申请(专利)号：95108258.2

5.微钛硼高韧性气体保护焊丝，申请(专利)号：01128326.2

6.低合金高强钢用高韧性气体保护焊丝，申请(专利)号：01133651.X

7.WELDING WIRE FOR LOW-Cr-CONTENT，HIGH-STRENGTH，HIGH-TOUGHNESS HEAT-RESISTING STEEL，PUB.NO.：2002-001579[JP 2002001579A].

8.GAS SHIELD ARC WELDING WIRE FOR LINE PIPE，AND GAS SHIELD ARC WELDINGMETHOD OF LINE PIPE PERIMETER，PUB.NO.：2000-218391[JP 2000218391A].

上述文献3-8的焊丝熔敷金属的化学成分见如下表2。其中，文献3和4所述焊丝不含有Cr元素，采用较昂贵的Ni、Mo元素；文献5和6所述焊丝含有B元素，不含Mo元素，含有B元素的焊丝虽然可以在一定程度上提高其熔敷金属的力学性能，但是冶炼难度大，得率低；文献7所述焊丝属于耐热结构钢，含有比较高的Cr；文献8所述焊丝具有一定的耐蚀性，含有较高成的Ni、Cr，主要应用于输送油、输天然气管道。

表2文献3-8所述焊丝的熔敷金属的化学成分

通过上述初步检索发现，高强钢实心焊丝大多指合金成分较高的焊丝，主要应用于耐热钢、不锈钢、3.5Ni和9Ni钢等结构钢的焊接，而非低合金钢焊丝。这些高强焊丝通过添加大量的贵重合金元素(Ni、Mo、B、Ti、Re等)来提高强度，虽然力学性能达到要求，但是较高的合金元素含量不仅提高了生产成本，同时也增加了裂纹敏感系数，对焊接不利。由于这些原因，导致我国尚无成熟的700MPa级气体保护焊商品焊丝远远不能满足日益增长的低合金高强钢气体保护焊的需求。

本发明者通过不断摸索，最终解决了抗拉强度700MPa、800MPa的低合金结构钢的配套气体保护焊丝问题，从而完成了本发明。

因此，本发明第一个目的是提供一种气体保护焊丝盘条。