耐候氣體保護焊絲的製作方法
2023-09-12 01:39:25
專利名稱：耐候氣體保護焊絲的製作方法
技術領域：
本發明屬於焊接材料領域，特別涉及屈服強度450MPa的耐候氣體保護焊絲。
背景技術：
氣體保護焊接已成為鋼結構製造的一種主要高效焊接方法，目前在許多製造行業中，佔有相當高的比例。氣體保護焊絲的具有什麼樣的性能，直接關係到整個焊接結構的綜合性能和安全，如力學性能、耐大氣腐蝕性能、低溫衝擊性能等。
中國專利95108258.2公開「一種氣體保護焊焊絲」，它的特點是適用於低合金鋼的焊接，焊絲的化學成分配方如下C≤0.12％，Si0.3～0.9％，Mn1.0～1.2％，S≤0.025％，P≤0.025％，Ni0.5～1.5％，Mo0.1～0.6％，Ti0.05～0.2％，Zr0.01～0.1％。它的主要優勢為焊縫性能好，焊接強度高和在負溫下使用效果明顯；其屈服強度均達到450MPa；具有較好的低溫衝擊性能-40℃，Akv≥50J；但是其不耐候。
中國專利01133651.X公開了「低合金高強鋼用高韌性氣體保護焊絲」，其化學成分如下C0.05～0.12％，Si0.30～1.2％，Mn1.2～2.0％，Ni0.6～1.6％，Cu0.10～0.50％，Cr0.10～0.60％，Ti0.10～0.20％，B0.002～0.010％；焊縫金屬的抗拉強度為700～800MPa，-30℃時CVN衝擊韌性的Akv≥80J，具有一定的耐候性能，但是只適用於高強鋼的焊接，如用於MAG法焊接700MPa級低合金鋼。
發明內容
本發明的目的在於提供一種耐候氣體保護焊絲，可確保所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時具有良好的綜合性能，尤其是-40℃的低溫衝擊韌性很好；而且，所得熔敷金屬的綜合性能良好屈服強度大於≥450MPa等。
為達到上述目的，本發明的技術解決方案是耐候氣體保護焊絲，其化學成分為(質量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.06，餘量為鐵。
進一步，所述的Ni的優選範圍為0.26～0.50。
本發明中加入Ni主要是為了保證焊縫中與Cu的合適比例，本發明Ni含量低。
加入一定量的Ti，一方面可以通過改善組織來提高低溫衝擊韌性，另一方面也可改善其焊接工藝性。
加入Cu、Cr、Ni，Cu-Cr-Ni耐候體系主要是保證熔敷金屬具有一定的耐候性，同時考慮與母材成份上相匹配性。
焊絲中低C、低S、低P以及較低的氣體元素主要是為了保證熔敷金屬具有高的塑性、低溫衝擊韌性和抗裂性。
另外，不含有B和Re元素。
本發明的有益效果1.本發明焊絲所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時具有良好的綜合性能，尤其是-40℃的低溫衝擊韌性很好；2.本發明焊絲所得熔敷金屬的綜合性能為屈服強度≥450MPa；抗拉強度≥550MPa；伸長率≥22％；(-40℃條件下)的Akv≥100J。
具體實施例方式
現鐵道部採用韓國焊絲SF-80W焊接Q450NQR1製造各種車輛，採用氣體為純CO2氣體，其熔敷金屬的化學成分和各種性能如表1至表4所示。
表1 SF-80W熔敷金屬的化學成分(質量百分比)
表2 SF-80W熔敷金屬的力學性能
備註採用純CO2作為保護氣體。
表3 SF-80W熔敷金屬CVN衝擊性能Akv
表4 相對應試樣的剪切面積比例FA(％)
-40℃時SF-80W的Akv值僅為19J，與47J還有一定的差距；且FA值在0℃、-20℃時分別為64％、46％，這說明SF-80W的轉變溫度在0℃至-20℃之間，還達不到-40℃的衝擊性能要求。
本發明實施例焊絲的化學成分和所得熔敷金屬的各種性能如表5至表6所示，分別採用50Kg的真空感應爐、1t真空感應爐、300t轉爐，按設計的焊絲化學成分進行控制冶煉。對冶煉好的鋼錠，軋製成5.5的盤條，再進行熱處理、拉拔、鍍銅，最終獲得1.2的焊絲。
採用本發明的焊絲，配80％Ar+20％CO2的氣體，進行熔敷金屬性能試驗，相對應實施例焊絲的力學性能如表6所示。具體的焊接規範為焊接電流280±10A，電弧電壓28±2V，焊接速度33±3cm/min，焊接線能量≈15KJ/cm。焊接試板厚20mm，坡口角度45。，帶12mm厚墊板，根部間隙12mm。試板和墊板均含有至少3mm的過渡層。
表5 焊絲的化學成分(質量百分比)
表6 焊絲的性能
注Akv*是五個焊絲試樣的平均值；FA*是五個焊絲試樣相對應的剪切面積平均值。
Akv表示CVN試驗的衝擊數值。
FA表示相對應衝擊試樣的剪切面積。
-40℃時該焊絲的Akv不僅遠遠大於47J，且FA也大於50％，說明這種焊絲的轉變溫度比-40℃更低。與韓國現代的SF-80W相比，其低溫衝擊性能具有明顯優勢。
本發明的焊絲適於100％CO2和80％Ar+20％CO2焊接。可以焊接屈服強度450MPa級別的耐候鋼。主要應用領域有鐵道車輛、建築結構、橋梁、工程機械、貨櫃等。現已在鐵道車輛製造領域開始使用。
權利要求
1.耐候氣體保護焊絲，其化學成分為(質量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.06，餘量為鐵。
2.如權利要求1的耐候氣體保護焊絲，其特徵是所述的Ni的優選範圍為0.26～0.50。
全文摘要
耐候氣體保護焊絲，其化學成分為(質量百分比)C≤0.10，Si≤0.6，Mn 1.2～1.6，S≤0.030，P≤0.030，Cu 0.10～0.60，Cr 0.30～0.90，Ni 0.20～0.60，Ti 0.03～0.12，餘量為鐵粉。其中，所述的Ni的優選範圍為0.30～0.50。另外，不含有B和Re元素。本發明焊絲所得熔敷金屬及焊接接頭具有良好的耐大氣腐蝕性能，同時具有良好的綜合性能，尤其是－40℃的低溫衝擊韌性很好；而且，本發明焊絲所得熔敷金屬的綜合性能優良，其屈服強度≥450MPa；抗拉強度≥550MPa；伸長率≥22％；(－40℃條件下)的Akv≥100J。
文檔編號B23K35/30GK1611321SQ200310108200
公開日2005年5月4日 申請日期2003年10月27日 優先權日2003年10月27日
發明者屈朝霞, 曹能, 李自剛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司