[发明专利]一种高耐蚀型埋弧焊丝及焊缝金属

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种高耐蚀型埋弧焊丝及焊缝金属。

背景技术

由于耐候钢的使用可降低或者免除化学涂层的使用，可降低生产成本、缩短工期，提高生产效率。目前，耐候钢已在桥梁、建筑、铁道车辆和煤矿机械中得到广泛应用；而此类钢板的广泛应用，自然离不开焊接加工用焊丝的配套。

桥梁和建筑等大型承重、框架式焊接结构件需要厚度16-80mm耐候中厚钢板，因此离不开埋弧焊接加工和装配，因此对埋弧焊丝提出了要求。配套埋弧焊丝一方面需要满足力学性能要求，另一方面制成的焊接接头应具有与母材相当的耐候性；同时，为适应某些寒冷地区的服役条件，应保证焊缝及热影响区具有较好的低温冲击韧性。

现有专利技术CN100366375C提供了一种高强耐候埋弧焊丝，采用0.4-1.2％Cr，0.2-0.8％Ni和0.1-0.3％Cu的合金设计，可使得焊缝金属强度在550MPa以上、-40℃冲击功在60J以上，耐蚀性与母材相当，基本满足工程要求。但随着高耐蚀性钢板(即耐蚀性比普通耐蚀钢板提高一倍)的采用，因此也对配套焊丝和焊缝金属提出了更高的要求，现有技术的焊丝及焊缝金属显然不能满足高耐蚀的要求。

为此，专利技术CN102658440B和CN103273213A公开的埋弧焊丝在现有技术基础上，将Ni含量由0.2-0.8％增加至3％以上，进而将焊缝金属的耐腐蚀能力一高一倍。虽然能够满足高耐蚀性的技术要求，但存在两个缺陷：1)由于Ni的大量添加，增加了成本，给工业应用带来困难；2)焊缝金属抗拉强度在550-650之间，不能适应700MPa级别钢板的焊接要求。

现有的高耐蚀性埋弧焊丝成本高，且不能满足700MPa级别钢板的焊接要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高耐蚀型埋弧焊丝及焊缝金属，使用该低成本焊丝制得的熔敷金属综合性能良好，抗拉强度≥650MPa，-40℃≥80J，耐蚀性能优异。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高耐蚀型埋弧焊丝，以重量百分比为计的化学成分为：C0.02-0.07，Si0.10-0.25，Mn1.50-2.00，P≤0.020，S≤0.010，Ni1.0-2.7，Cu0.50-1.20，Ti0.04-0.10，余量为铁及不可避免的杂质。

一种高强度高耐腐蚀性焊缝金属，以重量百分比为计的化学成分为：C0.02-0.06，Si0.15-0.35，Mn1.60-2.20，P≤0.020，S≤0.010，Ni1.2-2.5，Cu0.60-1.10，O0.025-0.040，Mo0.20-0.60，B0.001-0.01，余量为铁及不可避免的杂质。

优选的，所述的焊缝金属以重量百分比为计的化学成分还包含Ti0.02-0.08和Zr0.005-0.04中的一种及以上。

优选的，所述的焊缝金属由所述的焊丝在焊接时配合SG101烧结焊剂焊接得到。

优选的，所述的焊缝金属由针状体铁素体和马氏体构成，其中针状铁素体体积含量在55-75％之间。

优选的，所述的焊缝金属抗拉强度≥700MPa，延伸率≥22％，-40℃冲击功≥80J。

焊缝金属中各元素的作用如下：

C元素是合金钢中不可缺少的元素，能有效提高焊缝强度，但过高的C含量会恶化焊接性，增加冷裂倾向，所以C含量不宜过高，控制在0.02-0.06。

Si虽然有较强的固溶强化作用、能够有效提高焊缝强度，并且与Mn起到联合脱氧的作用；但Si的脱氧产物容易形成硅酸盐类夹渣，低熔点的硅酸盐容易导致结晶裂纹，还会增加熔渣与熔化金属的粘度，给焊缝成型性带来负面影响；同时过高的Si含量慧降低焊缝金属的低温冲击韧性，所以Si含量不宜过高，控制Si含量0.15-0.35。

Mn能够提高焊缝的强度及淬透性，有利于细化焊缝组织；同时该元素师奥氏体区扩大元素，与Ni和Cu共同作用，可显著降低焊缝金属在焊后冷却过程中的奥氏体的相转变温度区间，从而为低碳马氏体的形成创造条件。优选其含量为1.60-2.20

Ni是本发明中最重要的元素之一，也是提高焊缝金属耐蚀性的最重要的元素之一。已有研究已表明，3.5％Ni的添加可有效提高焊缝金属的耐蚀性能。但同时Ni也是贵金属，过多添加虽能增加耐蚀性能，但成本过大。因此较低Ni含量的合金体系设计是高耐蚀型焊缝金属设计的方向。