[发明专利]一种低碳埋弧焊焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊丝，特别涉及一种低碳埋弧焊焊丝，属于焊接材料领域。

背景技术

近年来，随着钢材冶炼轧制技术的不断进步，钢材逐渐向高强度、高韧性方向发展，低合金高强度钢是一种具有优异低温冲击韧性、强度高的钢材，可降低材料消耗，减轻结构重量、提高结构的安全性。但在焊接方面，目前却缺少能很好地与之匹配的焊材。目前，焊接60公斤或以上强度级别的低合金高强钢结构所使用的焊丝，其中含有较高的合金元素，合金元素含量过高容易造成焊缝中成分偏析严重，易引发裂纹倾向产生，从而影响焊接质量。因此施工时为了减小裂纹倾向，在焊接操作时需先将母材预热，之后再进行施焊。即使如此，也不能完全避免裂纹倾向的产生。同时，焊丝中的合金元素多含有贵重的金属，如镍元素，或稀土元素等，这些贵重的金属不仅使焊丝保持较高的生产成本，同时也不利于国家稀有资源的节约利用。

发明内容

本发明人经过大量研究实验，开发出了一种低碳埋弧焊焊丝，本焊丝用于焊接相应强度级别管线钢及钢结构制造行业的焊接，使用简便、生产成本低且具有良好的性能。

本发明采用以下技术方案实现：

焊丝的重量百分比组成为：C：0.05％～0.08％，Mn：1.30％～1.90％，Si：0.10％～0.30％，Mo：0.30％～0.60％，Ni：0.10％～0.20％，Ti：0.02％～0.10％，B：0.002％～0.007％，Cu：≤0.20％，S：≤0.010％，P：≤0.015％，N：≤0.005％，余量为Fe及少量不可避免的杂质；各组分的重量百分比之和为100％。

为了获得更好的效果，优选焊丝的重量百分比组成为：C：0.07％～0.08％，Mn：1.60％～1.90％，Si：0.25％～0.30％，Mo：0.30％～0.50％，Ni：0.10％～0.20％，Ti：0.04％～0.06％，B：0.002％～0.005％，Cu：≤0.20％，S：≤0.010％，P：≤0.015％，N：≤0.005％，余量为Fe及少量不可避免的杂质。

本发明焊丝制备时没有特殊要求，采用常规的生产工艺即可实现，成品焊丝可以制成任何所需规格。

本发明焊丝中各种元素的主要作用：

C是保证强度的重要因素，过高的C在焊缝中也是致脆元素，随着C含量的增加会促进高碳马氏体的形成，严重影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，所以在焊丝中要控制碳的含量，将焊丝中的C含量控制在0.05％～0.08％之间。

Si、Mn作为主要的脱氧、脱硫元素，适量的Si、Mn可提高熔敷金属的韧性及强度，加入Si元素还可以起到改善焊接工艺性能的作用，为保证充分的脱氧一般要求焊缝金属中的Si含量大于0.1％，但当焊缝金属中Si的含量大于0.6％时会影响焊缝金属的低温冲击韧性。因此我们控制焊丝中Si含量在0.10％～0.30％之间，焊丝中Mn含量控制在1.30％～1.90％之间，在焊缝金属中可以减少先共析铁素体的数量，促进针状铁素体的形成，提高焊缝金属的人性及强度。

加入Mo元素，在焊缝金属中可以抑制先共析铁素体的形成促进针状铁素体的形成，它们的加入可以降低针状铁素体的转变温度，从而使焊缝金属具有较高的抗拉强度，同时还具有良好的低温冲击韧性。将焊丝中的Mo含量控制在0.30％～0.60％之间。

加入少量的Ni可提高铁素体集体的韧性和促进针状铁素体形成，从而改善焊缝金属抗冷裂性能和提高低温冲击韧性。

加入微量的Ti、B可起到细化晶粒的作用，并可在焊缝凝固过程中与N结合形成TiN、BN从而降低了焊缝金属中固溶氮的含量。

少量Cu元素的加入不仅可以固深强化焊缝金属，而且提高了焊缝金属的耐腐蚀性能，但Cu元素含量过高会降低焊接的电弧稳定性，影响焊缝金属的韧性，在焊接中易产生高温裂纹，因此将焊丝中的Cu含量控制在0.20％以下。

S、P、N作为焊缝金属的杂质元素，含量偏高时会严重影响焊缝金属的韧性，应严格控制。

本发明焊丝的使用：本焊丝配合SJ101焊剂施焊，适用于焊接相应强度级别高强钢结构的焊接，可广泛用于Q550级强度低合金高强钢结构及X80管线钢的焊接。

本发明焊丝的优点和特点是：

1.本发明焊丝具有优良的焊缝金属强度及低温冲击韧性；熔敷金属的力学性能达到抗拉强度60公斤级钢结构焊接要求。

2.本发明焊丝降低了合金元素的加入量，不仅节约了宝贵的资源，也降低了生产成本。

3.采用用本发明焊丝能够降低焊接操作成本。

具体实施方式