[发明专利]一种海洋工程用气保护焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种海洋工程用气保护焊丝， 适用于屈服强度为460MPa级以上海洋工程用高强度钢焊接工艺。

背景技术

由于海洋工程装备工作环境的恶劣，对海洋工程装备用钢及其配套材 料的要求较高，高强钢焊接材料缺失制约我国海洋工程装备行业发展，迫 切需要开展海洋工程用高强钢配套焊接材料系列化研究及工程化应用研 究。

而海洋平台结构高强钢除要求具有高的强度外，还要求具有优良的冲 击韧性、焊接性能、裂纹尖端张开位移(CTOD)等特殊性能，特别是特厚 板还要求在板厚中心部位具有高的强度和低温韧性。

因此，为了获得以上特殊性能，海洋平台用钢在成分设计上，在普通 的C-Mn钢基础上，通过Ti、V等元素的微合金化及Mo、B、Cr等元素，以 获得良好的回火组织和一定的淬透性，为保证低温韧性，加入一定量的Ni。 通过合金元素及生产过程中的调质等热处理过程，充分利用晶粒细化、相 变强化、固溶强化等机制，从而获得具有高强、高韧性并满足特殊性能要 求的海洋平台结构用钢，其屈服强度达到460MPa级以上。

然而，对于海洋工程结构用焊接材料需突破超低氢控制、低温韧性控 制、良好的焊接性和耐腐蚀性、抗疲劳性能等几项关键技术。而现有的海 洋工程用的气保护焊丝中尚未公开可适用于强度为460MPa级以上的海洋工 程专用气保护焊丝。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种海洋工程用气保护焊丝，其具有优 良的冲击韧性、焊接性能、耐腐蚀以及抗疲劳性能、裂纹尖端张开位移 (CTOD)等特殊性能，且在特厚板的板厚中心部位具有较高的强度和低温 韧性，能与460MPa级以上的海洋工程用钢配套焊接。

为实现上述目的，本发明提供了一种海洋工程用气保护焊丝，包括按 质量百分比计的如下组分组成：C：0.09～0.13％，Mn：0.8～1.4％，Si：0.35～ 1.20％，Cr：0.08～0.20％，Ni：0.6～1.3％，Mo：0.1～0.4％，V：0.01～0.03％， Cu：0.20～0.25％，S≤0.015％，P≤0.025％，Ti：0.06％～0.20％，B:0.002％～ 0.008％，余量为Fe。

其中，所述Ti与B的质量比为20～23。

作为优选的，本发明海洋工程用气保护焊丝包括按质量百分比计的如 下组分组成：C：0.13％，Mn：1.4％，Si：1.20％，Cr：0.20％，Ni：1.3％， Mo：0.4％，V：0.03％，Cu：0.25％，S：0.002％，P：0.010％，Ti：0.20％， B:0.008％，余量为Fe。

作为优选的，本发明海洋工程用气保护焊丝包括按质量百分比计的如 下组分组成：C：0.11％，Mn：1.2％，Si：0.7％，Cr：0.15％，Ni：1.0％，Mo： 0.25％，V：0.02％，Cu：0.25％，S：0.0015％，P：0.008％，Ti：0.15％，B:0.005％， 余量为Fe。

所述焊丝熔敷金属力学性能如下：屈服强度R_eL为480～520MPa，抗拉 强度Rm为550～640MPa，延伸率A为24～28％，在-40℃的冲击功KV₂为125～ 145J。

该焊丝适用于460MPa级以上海洋工程用高强度钢的焊接。

本发明海洋工程用气保护焊丝的主要组分含量及其作用如下：

适量的C可保证焊缝金属具有一定强韧度和良好的淬透性，但是含量 过高则可焊性差，飞溅大，焊接工艺性能差；含量过低时，焊缝强度低， 达不到焊缝力学性能要求。因此，在本配方体系中，综合考虑焊缝强度、 韧性及可焊性，C的成分范围为0.09～0.13％，当C含量低于0.09％时易造 成焊缝强度不够，C含量高于0.13％时可焊性极差。

Mn也是保证焊丝强度的主要元素之一，适量的Mn可改善焊接性能，并 增加焊缝强度以及耐磨损性能，还可推迟奥氏体的转变温度，有助于焊缝 生成纹理结构，提高低温冲击韧性；同时，适量的Mn与Si起着联合脱氧 的作用，避免焊缝中产生气孔等缺陷。在本配方体系中，Mn含量高于1.4％ 时，Mn出现偏析，偏析区产生M-A岛状组织，从而降低焊缝金属的韧性； Mn含量低于0.8％时，焊缝强度不够，因此，Mn的成分范围为0.8～1.4％。