1200MPa级超高强气体保护实心焊丝及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种1200MPa级超高强气体保护实心焊丝及其生产工艺，焊丝采用低碳、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的优化合金配比提高焊缝强度，结合Nb、Ti、V多元微合金化，利用固溶强化、细晶强化和沉淀强化保证焊缝塑韧性；经冶炼、锻造、轧制、拉拔、热处理和镀铜工序生产焊丝时，采用真空感应与电渣重熔控制P、S、O、N含量均在100ppm以下，锻坯质量均匀，轧制组织致密、晶粒细化，退火后消除应力、改善组织，拉拔后镀铜保护；焊丝熔敷金属拉伸强度≥1200MPa，

【技术实现步骤摘要】
随着Cr元素增加，会抑制针状铁素体的形核与长大，在降至中温转变区时，会生成大量的贝 氏体、马氏体和M
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A组元，降低焊缝的韧性和延伸率；因此本专利技术中Cr的含量控制在0.4～1.0％ 之间。
[0012](6)Mo：Mo可提高焊缝金属的硬度，细化晶粒，提高焊缝金属的强度和韧性，但过量 的Mo会生成大量的M
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A组元，导致接头韧性下降；因此本专利技术中Mo的含量控制在0.5～1.0％ 之间。
[0013](7)Ti：Ti元素在焊缝金属中可促进碳氮化物的形成，这些形成的碳氮化物在晶界处 聚集，起到钉扎作用，限制了晶粒长大，因此具有细化晶粒作用，增加韧性，但过量的Ti同 样会引起韧性恶化；因此本专利技术中Ti的含量控制在0.03～0.10％之间。
[0014](8)V：V可以析出碳氮化物细化奥氏体晶粒，并在冷却过程中从铁素体中析出碳氮化 物提高强度，但V过量易生成难熔氧化物、增加焊接难度；因此本专利技术中V的含量控制为≤0.5％。
[0015](9)Cu：Cu可以提高焊缝的耐蚀性，能有效降低马氏体转变点，并在低含量时可以同 时提高强度和韧性；本专利技术中Cu的含量控制为≤0.5％。
[0016](10)Al：Al元素具有脱氧、脱氮，净化焊缝的作用，形成的氧化物和氮化物一部分进 入熔渣，一部分会进入到焊缝金属中，进入到焊缝金属中的Al的氧化物和氮化物既可以成 为形核质点，利于焊缝金属形成针状铁素体组织，进而提高焊缝金属强度和韧性；同时，也 可以成为微裂纹源，对冲击功不利；因此本专利技术中Al的含量控制为≤0.1％。
[0017](11)Nb：Nb在高温区固溶于基体，提高材料的回复再结晶温度，低温区在基体内形 成弥散分布的碳氮化物，细晶强化和沉淀强化，但Nb过高对焊缝金属的韧性有破坏作用； 因此本专利技术中Nb的含量控制为≤0.1％。
[0018](12)P、S、O、N：P能增加裂纹敏感性、对塑性和焊接不利；S易形成硫化物显著降 低韧性、在焊接时易产生热裂纹；O以夹杂物形式存在会降低钢的强度和韧性，N会显著降 低韧性、可焊性变差；因此本专利技术P、S、O、N分别控制在100ppm以下。
[0019]上述焊丝，进一步地，所述焊丝的生产工艺包括依次进行的冶炼、锻造、轧制、拉拔、 热处理和镀铜工序，通过低碳多元微合金化的方法生产焊丝。
[0020]上述焊丝，进一步地，所述冶炼工序采用真空感应与电渣重熔工序冶炼焊丝原料获得电 渣锭，控制P、S、O、N含量均在100ppm以下，可以有效提高冶炼纯净度。
[0021]上述焊丝，进一步地，所述锻造工序采用将电渣锭升温至1150～1200℃，保温3～5h后锻 造，避免短保温时间造成钢锭内部温度不均匀而导致锻坯质量的不均匀，终锻温度在 850～880℃，避免终锻温度过低降低塑性和可锻性，避免终锻温度过高导致晶粒粗大、降低力 学性能。
[0022]上述焊丝，进一步地，锻造获得边长为155～165mm断面的方坯作为锻坯，提高成品尺寸 精度，满足轧制要求。
[0023]上述焊丝，进一步地，所述轧制工序采用将锻坯加热至1000～1050℃，均热55
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65min， 使受热均匀、避免过热过烧和脱碳，除鳞避免氧化皮干扰质量，轧制为盘条，获得致密的组 织和细化的晶粒。
[0024]上述焊丝，进一步地，所述盘条直径为盘条收卷制为卷径800
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1200mm的 盘卷，便于存储、运输和拉拔加工。
[0025]上述焊丝，进一步地，所述拉拔工序采用将盘条经剥壳、酸洗去除氧化皮后，进行拉拔 制为的线材，保持尺寸精度。
[0026]上述焊丝，进一步地，所述热处理工序采用将拉拔后的线材经630
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660℃保温6～8h退火 处理，消除应力、改善组织，避免保温时间过长或者温度过高会造成中间丝软化严重。
[0027]上述焊丝，进一步地，所述镀铜工序采用将退火后的线材经过打磨、酸洗、镀铜、层绕 后制成焊丝，满足焊件焊接需求。
[0028]上述焊丝，进一步地，焊丝外的镀铜层厚度为0.20～0.30μm，起到防腐保护作用。
[0029]上述焊丝，进一步地，所述焊丝的用途包括用于焊接强度达1300MPa的高强钢。
[0030]上述焊丝，进一步地，所述焊丝的焊接参数包括：采用混合气体保护，混合气体的组成 成分按体积分数计为：Ar：82％、CO2：18％；焊接电流为280～300A，焊接电压27.5～28.5V， 焊接速度26～28cm/min，层间温度＜150℃，可以保证焊缝成形质量和焊接效率。
[0031]上述焊丝，进一步地，所述焊丝的熔敷金属拉伸强度≥1200MPa，
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40℃冲击韧性≥27J， 可以充分发挥高强钢的优势。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033](1)低碳、优化合金配比：控制C含量为0.04～0.10％，采用优化含量的Si、Mn、Ni、 Cr、Mo，增强焊缝的脱氧、除杂能力，利用固溶强化保证焊缝的强度及塑韧性。
[0034](2)结合多元微合金化：加入更多含量的Nb、Ti、V，细化奥氏体晶粒，利用V团簇 强化、细晶强化和沉淀强化提高焊缝的塑韧性。
[0035](3)冶炼生产焊丝时，采用真空感应与电渣重熔工序有效提高冶炼纯净度，可以控制P、 S、O、N含量均在100ppm以下。
[0036](4)锻造、轧制、拉拔、热处理和镀铜工序生产焊丝时，锻坯质量均匀，轧制组织致密、 晶粒细化，退火处理后消除应力、改善组织，拉拔后镀铜保护。
[0037](5)焊丝在焊接参数下可以保证焊缝成形质量和焊接效率。
[0038]综上，本专利技术焊丝的熔敷金属拉伸强度≥1200MPa，
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40℃冲击韧性≥27J，较现有90级焊 丝，本专利技术兼顾韧性同时显著提高了焊接强度，能充分发挥高强钢优势，满足1300MPa的高 强钢的焊接应用需求。
附图说明
[0039]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：
[0040]图1是本专利技术实施例1与对比例的金相对比图。
[0041]图1(a)表示实施例1的金相图，图1(b)表示对比例的金相图。
具体实施方式
[0042]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或 类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的 实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0043]实施例1
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3为本专利技术所述1200MPa级超高强气体保护实心焊丝一种较佳实施方式；
对比 例为90级焊丝，实施例1
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3与对比例的组成成分按质量百分数计如下表1所示，余量为Fe 和不可避免的杂质。
[0044]表1
[0045]序号C/％S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.1200MPa级超高强气体保护实心焊丝，其特征在于，其组成成分按质量百分数计包括：C：0.04～0.10％、Si：0.5～1.0％、Mn：1.4～2.0％、Ni：2.5～4.0％、Cr：0.4～1.0％、Mo：0.5～1.0％、Ti：0.03～0.10％、V：≤0.5％、Cu：≤0.5％、Al：≤0.1％、Nb：≤0.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的1200MPa级超高强气体保护实心焊丝，其特征在于，所述焊丝生产工艺包括采用真空感应与电渣重熔工序冶炼焊丝原料，控制P、S、O、N含量均在100ppm以下。3.根据权利要求2所述的1200MPa级超高强气体保护实心焊丝，其特征在于，所述电渣重熔工艺后获得电渣锭，采用锻造与轧制工序将电渣锭制为的盘条。4.根据权利要求3所述的1200MPa级超高强气体保护实心焊丝，其特征在于，所述锻造工序采用将电渣锭升温至1150～1200℃，保温3～5h，终锻温度在850～880℃。5.根据权利要求3所述的1200MPa级超高强气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦振，刘文，张烨，张金超，
申请(专利权)人：苏州思萃熔接技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：