[发明专利]气体保护焊丝及其在低合金高强钢的焊接中的应用

说明书

本发明涉及焊接领域，提供一种气体保护焊丝及其在低合金高强钢的焊接中的应用。按重量百分比计，所述气体保护焊丝的成分包括：B 0.002～0.080％；Ti+V+Nb 0.13～0.23％；其中，Ti：V：Nb＝(0.08～0.15)：(0.02～0.05)：(0.03～0.07)；以及，Re 0.02～0.06％。本发明提供的气体保护焊丝，通过添加微合金元素与RE元素，能够充分获取高密度位错针状铁素体焊接熔覆组织，从而保证了焊接接头具备较高的强度和优良的韧性，且焊接时无须预热，改善了焊接工况，降低了焊接成本。

技术领域

本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种气体保护焊丝及其在低合金高强钢的焊接中的应用。

背景技术

当前，随着工程机械制造业的不断发展，大型化、轻量化、高性能需求日益明确。特别的，对于挖掘机工作装置用钢而言，已逐步从抗拉强度300MPa向600MPa以上的高强度钢板进行升级替换以实现轻量化等目标。但是在此类钢升级过程中，产生的一个主要问题是，装置焊接接头易发生开裂，也即焊接接头疲劳性能较低。高强钢焊接接头疲劳性能的降低与焊接质量密切有关，特别的是，高强钢在焊接过程中较普通强度钢容易出现更多焊接缺陷(如裂纹、夹杂等)。因此，为了保证工程机械在进行原材料强度升级时顺利达到大型化、轻量化、高性能的目的，有必要解决高强钢焊接质量问题。

目前，在包括挖机工作装置在内的大型装备的焊接加工制作中，主要使用的仍是气体保护焊接工艺。在气体保护焊接工艺种，气体保护焊丝是必不可少的生产原料，对于焊接质量有着至关重要的影响。如前所述，对于焊接接头疲劳性能提升的关键是尽量减少其焊接缺陷(如焊接裂纹)，而与高强钢匹配的高强焊接材料通常含有较多的合金元素，相应的碳当量与焊接裂纹敏感性则相应提高，这意味着焊接质量变差。国内目前普遍采用的气体保护焊丝为ER-50，其特点为低匹配的Mn-Si系焊丝，其熔覆金属抗拉强度低于600MPa，且低温冲击韧性较差。为了解决这一问题，目前普遍采用的解决办法是采用较高的预热温度，但这使得焊接生产的工作效率降低，焊接生产的工况环境变差，焊接质量不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种与抗拉强度600MPa高强钢匹配的高韧性气体保护焊丝，焊缝抗拉强度达600MPa以上，低温冲击韧性良好，焊接工艺性能良好，且可实现免预热。

本发明提供一种气体保护焊丝，按重量百分比计，其成分包括：

B 0.002～0.080％；

Ti+V+Nb 0.13～0.23％；其中，Ti：V：Nb＝(0.08～0.15)：(0.02～0.05)：(0.03～0.07)；以及，

Re 0.02～0.06％。

根据本发明提供一种的气体保护焊丝，其成分还包括：Mo；Mo与B的重量比为(0.30～0.60)：(0.002～0.080)。

根据本发明提供的一种气体保护焊丝，按重量百分比计，其成分还包括：C 0.03～0.06％。

根据本发明提供的一种气体保护焊丝，按重量百分比计，其成分还包括：Mn 1.20～1.80％，以及Si 0.40～1.30％。

根据本发明提供的一种气体保护焊丝，其中，Mn与Si的重量比为(2～4):1。

根据本发明提供的一种气体保护焊丝，按重量百分比计，其中，P≤0.015％、S≤0.015％。

根据本发明提供的一种气体保护焊丝，按重量百分比计，其成分包括：C 0.03～0.06％、Mn 1.20～1.80％、Mo 0.30～0.60％、Si 0.40～1.30％、Ti 0.08～0.15％、V 0.02～0.05％、B 0.002～0.080％、Nb 0.03～0.07％、Re 0.02～0.06％、P≤0.015％、S≤0.015％。