專利名稱：一種低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接材料，具體地說，是一種低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲。
背景技術(shù)：
低合金高強(qiáng)度鋼是一種優(yōu)異的低溫沖擊韌性和高強(qiáng)度的鋼材，具有降低材料消 耗、減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)性能和安全性的優(yōu)點，因此已被工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、鐵路橋梁 以及建筑用鋼等工程廣泛使用。該種鋼材的抗拉強(qiáng)度為600Mpa左右，稱60公斤級鋼。隨著科學(xué)技術(shù)和市場的發(fā)展，市場上的60公斤級用高強(qiáng)度焊絲品種已經(jīng)越來越 多，各廠家為了爭奪市場，紛紛采用各種辦法降低焊絲成本，而采用低成本盤元則是其中最 有效的途徑。目前，關(guān)于低成本的60公斤級高強(qiáng)焊絲盤元比較多，主要有中國發(fā)明專利公 開號分別為CN101020279A和CN101239426A等幾種，這幾類盤元均避免了使用Ni、Mo等貴 重金屬元素作為強(qiáng)化因子，大大的降低了原材料成本，從而達(dá)到提高強(qiáng)度而降低整個焊絲 成本的目的。但專利CN101239426A中公開的焊絲，是以V和Nb來細(xì)化晶粒，從而達(dá)到提高 強(qiáng)度的目的，而由于這兩種元素在盤元中的質(zhì)量比例太低，在煉鋼過程中，其分散度不好控 制，容易造成焊絲成分不均勻，從而引起力學(xué)性能不穩(wěn)定的問題；而CN101020279A中公開 的焊絲，由于其微合金元素的配比不甚合理，該焊絲只能在富氬氣體保護(hù)下使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、高強(qiáng)度，可以適用多樣化的保護(hù)氣 體，焊接工藝性能好的60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲， 由下列重量配比的成份組成C :0.06 0. 15%, Si :0· 80 0. 90%，Mn :1· 85 2. 10%, Cr 0. 1 0.3%，Ti 0. 08 0. 10%, V 0. 01 0. 06%, S彡0. 015%, P彡0. 015%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，本發(fā)明的焊絲由下列重量配比的成份組成C 0. 15 %, Si 0. 85 %, Mn 1. 92 %, Cr 0. 13 %, Ti 0. 09 %, V 0. 02 %, S 0. 011%, P 0. 011%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。所述焊絲為實芯焊絲。本發(fā)明還提供一種使用上述焊絲進(jìn)行焊接的方法，該焊絲焊接時用C02氣體保 護(hù)，焊接電流210 Μ0Α，焊接電壓M ^V。本發(fā)明還提供另一種使用上述焊絲進(jìn)行焊接的方法，該焊絲焊接時用富氬氣體保 護(hù)，焊接電流260 320A，焊接電壓28 31V。其中，所述富氬氣由下列體積百分比的成分組成Ar 80% ；C02 :20%。本發(fā)明極大地降低了焊絲的原材料成本，提高了焊縫強(qiáng)度，并極大的改善了焊接工藝性能，可以適用多種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接。本發(fā)明的焊絲焊接時，電弧穩(wěn)定，飛濺小，無 氣孔，成型美觀，焊縫力學(xué)性能優(yōu)良，極大滿足抗拉強(qiáng)度不小于600Mpa的工程機(jī)械、煤礦機(jī) 械、鐵路橋梁以及建筑用鋼的焊接要求。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地 理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明的60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲由下列化學(xué)成分按質(zhì)量百分比制成C: 0. 06 0. 15 %，Si 0. 80 0. 90 %，Mn 1. 85 2. 10 %，Cr :0. 1 0. 3 %，Ti :0. 08 0. 10%, V 0. 01 0. 06%, S彡0. 015%, P彡0. 015%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，在本發(fā)明組成中，C0. 15%, Si 0. 85%, Mn :1. 92%, Cr :0. 13%, Ti 0. 09%, V 0. 02%, S 0. 011%, P :0. 011 %，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。所述焊絲為實芯焊絲。在本發(fā)明化學(xué)成分中，焊絲中的C是保證焊絲強(qiáng)度的主要元素之一，適量的C可保 證焊縫金屬具有一定強(qiáng)韌度和良好的淬透性，但是含量超過0. 15%時，可焊性差，飛濺大， 焊接工藝性能差；含量小于0. 06%時，焊縫強(qiáng)度低，達(dá)不到焊縫力學(xué)性能要求。Mn也是保證焊絲強(qiáng)度的主要元素之一，適量的Mn可改善焊接性能并增加焊縫強(qiáng) 度以及耐磨損性能。同時還可推遲奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度，有助于焊縫生成紋理結(jié)構(gòu)，提高低溫 沖擊韌性。適量的Mn與Si起著聯(lián)合脫氧的作用，避免焊縫中產(chǎn)生氣孔等缺陷。Mn含量超 過2. 1 %時，容易造成Mn偏析，在偏析區(qū)易產(chǎn)生M-A島狀組織，從而降低焊縫金屬的韌性； Mn含量低于1. 85%時，會使得焊縫強(qiáng)度不夠。Si與Mn聯(lián)合脫氧，保證焊縫質(zhì)量。Si含量超過0. 9 %時，焊接時焊渣較多，使得引 弧不良；Si含量低于0. 8%時，會造成脫氧不足，容易形成氣孔。 Cr在本發(fā)明中，起著保證焊縫強(qiáng)度的輔助作用。適量的Cr可以極大的促進(jìn)焊縫強(qiáng) 度。過高的Cr 一方面增加了焊絲成本，同時，過高的Cr使得焊接工藝性能變差，飛濺增加。V在本發(fā)明中，起著保證焊縫強(qiáng)度的輔助作用。適量的V可以保證焊縫強(qiáng)度。適量的Ti主要起穩(wěn)弧的作用，當(dāng)Ti含量大于0. 10%，鐵水較粘，盤條外觀質(zhì)量差， 焊絲生產(chǎn)過程不順暢。S、P作為雜質(zhì)元素，應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，當(dāng)焊絲中P > 0.015%時，S > 0.015% 時，焊絲的焊接性能將會大大降低。本發(fā)明經(jīng)過電爐冶煉，軋制，拉絲，鍍銅，層繞等工序制成。綜上所述，本發(fā)明通過使用C、Mn元素進(jìn)行焊縫強(qiáng)度強(qiáng)化，以極少量的Cr和V 作為焊縫強(qiáng)化補(bǔ)充，以Ti元素和表面良好的鍍銅質(zhì)量來達(dá)到改善由C、Mn以及Cr元素 引起的焊接工藝性能差，飛濺大的缺點，極大的降低了焊絲的原材料成本，提高了焊縫強(qiáng) 度，并極大的改善了焊接工藝性能。該優(yōu)選方案焊絲采用CO2氣體保護(hù)時，抗拉強(qiáng)度達(dá)到 645Mpa, -20°C Akv沖擊值達(dá)90J以上；該優(yōu)選方案焊絲采用富氬(80% Ar+20% CO2)氣體 保護(hù)時，抗拉強(qiáng)度達(dá)到690Mpa，-40°C Akv沖擊值達(dá)60J以上。該焊絲焊接時，電弧穩(wěn)定， 飛濺小，無氣孔，成型美觀，焊縫力學(xué)性能優(yōu)良，極大滿足抗拉強(qiáng)度不小于600Mpa的工程機(jī) 械、煤礦機(jī)械、鐵路橋梁以及建筑用鋼的焊接要求。
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下面舉例說明實施例1 采用50Kg真空感應(yīng)電爐冶煉焊絲用鋼，再經(jīng)過軋制，拉絲，鍍銅，層繞等 工序制成直徑為1. 175mm的焊絲。該焊絲的主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C :0. 15%,Si 0. 85%, Mn 1. 92%, Cr :0. 13%, Ti :0. 09%, V :0. 02%, S :0. 011%, P :0. 011%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)。以富氬(80% Ar+20% CO2)氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為 260 ^OA,焊接電壓28V，焊接速度25cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度690Mpa， 屈服強(qiáng)度585Mpa，延伸率23%，熔敷金屬-40°C沖擊功62J。以(X)2氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為210 230A，焊接電壓 26V，焊接速度27. km/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度645Mpa，屈服強(qiáng)度565Mpa， 延伸率21 %，熔敷金屬-20°C沖擊功96J。實施例2 采用50Kg真空感應(yīng)電爐冶煉焊絲用鋼，再經(jīng)過軋制，拉絲，鍍銅，層繞等 工序制成直徑為1. 175mm的焊絲。該焊絲的主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C :0. 08%,Si 0. 83%, Mn 1. 85%, Cr 0. 26%, Ti 0. 08%, V 0. 01%, S 0. 010%, P 0. 013%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)。以富氬(80% Ar+20% CO2)氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為 260 280A，焊接電壓^V，焊接速度26. 2cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度 698Mpa,屈服強(qiáng)度600Mpa，延伸率21 %，熔敷金屬_40°C沖擊功78J。以(X)2氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為220 Μ0Α，焊接電壓 28V,焊接速度24. 7cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度655Mpa，屈服強(qiáng)度580Mpa， 延伸率22%，熔敷金屬-20°C沖擊功113J。實施例3 采用50Kg真空感應(yīng)電爐冶煉焊絲用鋼，再經(jīng)過軋制，拉絲，鍍銅，層繞等 工序制成直徑為1. 175mm焊絲。該焊絲的主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C :0. 06%，Si 0. 80%, Mn 2. 10%, Cr :0. 10%, Ti :0. 080%, V :0. 06%, S :0. 015%，P :0. 011%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)。以富氬(80% Ar+20% CO2)氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為 300 320A，焊接電壓3IV，焊接速度^cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度725Mpa， 屈服強(qiáng)度600Mpa，延伸率22%，熔敷金屬_40°C沖擊功87J。以(X)2氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為210 230A，焊接電壓 24V,焊接速度^cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度660Mpa，屈服強(qiáng)度585Mpa，延 伸率21%，熔敷金屬-20°C沖擊功104J。實施例4 采用50Kg真空感應(yīng)電爐冶煉焊絲用鋼，再經(jīng)過軋制，拉絲，鍍銅，層繞等 工序制成直徑為1. 175mm焊絲。該焊絲的主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C :0. 08%，Si 0. 90%, Mn 1. 95%, Cr 0. 30%, Ti 0. 10%, V 0. 01%, S 0. 010%, P 0. 015%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)。以富氬(80% Ar+20% CO2)氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為 260 ^OA,焊接電壓28V，焊接速度25cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度700Mpa， 屈服強(qiáng)度610Mpa，延伸率23%，熔敷金屬_40°C沖擊功75J。以(X)2氣體保護(hù)，采用上述焊絲進(jìn)行焊接試驗，焊接電流為210 230A，焊接電壓26V,焊接速度^cm/min。所得熔敷金屬力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度672Mpa，屈服強(qiáng)度615Mpa，延 伸率21%，熔敷金屬-20°C沖擊功115J。 以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護(hù)范 圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲，其特征在于，由下列重量配比的成份組成C 0. 06 0. 15 %，Si 0. 80 0. 90 %，Mn :1. 85 2. 10 %，Cr :0. 1 0. 3 %，Ti 0. 08 0. 10%, V 0. 01 0. 06%, S彡0. 015%, P彡0. 015%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲，其特征在于，由下列重 量配比的成份組成C 0. 15%, Si 0. 85%, Mn 1. 92%, Cr :0. 13%, Ti :0. 09%, V 0. 02%, S 0. 011%, P 0. 011%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲，其特征在于，所述 焊絲為實芯焊絲。
4.一種使用權(quán)利要求1 3任意一項所述的焊絲進(jìn)行焊接的方法，其特征在于，該焊絲 焊接時用(X)2氣體保護(hù)，焊接電流210 Μ0Α，焊接電壓M ^V。
5.一種使用權(quán)利要求1 3任意一項所述的焊絲進(jìn)行焊接的方法，其特征在于，該焊絲 焊接時用富氬氣體保護(hù)，焊接電流沈0 320A，焊接電壓28 31V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述富氬氣由下列體積百分比的成分組 成Ar 80% ；CO2 :20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低成本60公斤級鋼用氣體保護(hù)焊絲，由下列重量配比的成份組成C0.06～0.15％，Si0.80～0.90％，Mn1.85～2.10％，Cr0.1～0.3％，Ti0.08～0.10％，V0.01～0.06％，S≤0.015％，P≤0.015％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明極大地降低了焊絲的原材料成本，提高了焊縫強(qiáng)度，并極大的改善了焊接工藝性能，可以適用多種保護(hù)氣體進(jìn)行焊接。本發(fā)明的焊絲焊接時，電弧穩(wěn)定，飛濺小，無氣孔，成型美觀，焊縫力學(xué)性能優(yōu)良，極大滿足抗拉強(qiáng)度不小于600MPa的工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、鐵路橋梁以及建筑用鋼的焊接要求。
文檔編號B23K9/16GK102069321SQ201110003668
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者盧偉, 呂奎清, 趙華中 申請人:武漢鐵錨焊接材料股份有限公司