[发明专利]一种高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝

说明书

一种高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝，本发明采用高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝，焊丝熔敷金属的显微组织为马氏体或者是含有少量残余奥氏体的混合组织，马氏体组织具有较高的强度和硬度，而奥氏体的韧性较好，通过合理控制两者的比例，可以使焊缝金属获得较为优异的力学性能，本发明通过调节各合金元素的成分，可以控制马氏体转变温度范围以及相变结束温度范围，从而可以利用相变产生体积膨胀来抵消部分或全部的热应力，甚至产生压应力，本发明无需焊前或者焊后处理，就可以在焊接的过程中克服高强钢残余应力集中的缺点，不仅降低了生产成本，而且在疲劳强度、抗应力腐蚀、抗裂纹等方面表现出了良好的性能。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，特别涉及一种高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝。

背景技术

药芯焊丝也称为粉芯焊丝或者管状焊丝，它是当前世界最先进的新型焊接材料。具有焊丝成分可调、焊接效率高、焊接周期短、焊缝成型美观、焊接变形小等诸多优点，由于结构件选用的钢材强度越来越高，实芯焊丝已无法达到和满足设计要求，所以，各国都将药芯焊丝作为焊接高强结构的首选。

低合金高强钢具有强度高、塑韧性好及优良的焊接性能，逐渐取代碳钢广泛应用于工程机械、港口机械、汽车、铁路车辆、桥梁、化工、压力容器等行业，低合金高强钢相比于普通的碳钢，它的使用强度以及服役寿命提高了近一倍，在满足同等强度的条件下可以减轻自身重量，同时有效减少资源消耗，符合21世纪对材料高效、节约发展理念的要求，能够为我国的经济建设带来相当大的效益。成为我国未来钢铁材料研究和发展的主要方向。

此类钢在焊接的过程中，在热影响区易产生淬硬组织。并且产生残余拉应力，该力可促使裂纹的生产，并引起焊接结构件的脆性断裂，降低疲劳强度和抗应力腐蚀性，为了减少上述不利影响，许多技术被应用，如锤击、喷丸、焊后热处理和温差拉伸等技术。但是，由于这些技术的复杂性，会耗费大量的人力与物力，焊缝金属在冷却的过程中会产生组织转变，引起体积膨胀，进而产生相变应力，而该力属于压缩应力。传统的焊缝金属马氏体转变发生在500℃左右，此时受温度影响材料的屈服强度大幅下降，相变产生的应力对残余应力影响较小。通过合理控制焊丝中不同合金元素的含量，可以达到降低马氏体转变温度的目的，以期在低温区产生较大的马氏体相变膨胀量来抵消部分或全部的焊接热收缩，起到降低残余拉应力的作用。该方法不需进行焊前预热与焊后热处理，可有效降低焊接残余应力，不仅降低了生产成本，而且在疲劳强度、抗应力腐蚀、抗裂纹等方面表现出了良好的性能。

发明内容

为了克服以上方法的缺陷，本发明提供一种高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝，利用新型药芯焊丝解决高强钢在焊接过程中残余应力集中的问题，从而延长焊接件的使用寿命。

本发明采用的技术解决方案是：一种高强钢用低温相变金属粉型药芯焊丝，其特征在于，包括钢制外皮和药芯，所述的药芯位于钢制外皮内部，所述的药芯由药芯粉组成，所述的药芯粉由以下占药芯焊丝总质量的百分含量组成：C：0.02%—0.1%； Ni：6%—10%；Cr：7%—12%； Mo：0.2%—0.6%；Mn：0.4%—2%；Si：0.2%—0.6%；Cu：0.1%—0.5%；Ti：0.1%—0.25%；V：0.1%—0.3%；Ce：0.01%—0.08%；B：0.001%—0.008%；稳弧剂：0.02%—0.1%；去氢剂：0.2%—1.5%；余量为Fe。

所述的药芯焊丝由质量比75%—85%的钢制外皮和15%—25%的药芯组成。

所述的药芯粉由以下占药芯焊丝总质量的百分含量组成：C：0.03%—0.08%； Ni：6%—9%； Cr：7%—10%； Mo：0.2%—0.6%；Mn：0.4%—2%；Si：0.2%—0.6%；Cu：0.1%—0.5%；Ti：0.1%—0.25%；V：0.1%—0.3%；Ce：0.01%—0.08%；B：0.001%—0.008%；稳弧剂：0.02%—0.1%；去氢剂：0.2%—1.5%；余量为Fe。