[发明专利]高强度低温钢用埋弧焊丝及焊剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊丝和焊剂，尤其涉及一种高强度低温钢用埋弧焊丝及焊剂，其焊缝金属具有490-660MPa抗拉强度、-51℃冲击功AKv≥160J。 

背景技术

低温技术是19世纪末在液态空气工业上发展起来的，随着科学技术的进步，低温技术在近30年中得到了迅速发展，并在低温压力容器、海洋工程、港口机械、桥梁等行业得到广泛的应用。低温压力容器是低温工业过程的关键设备，碳钢和低合金钢制低温压力容器的特点是容易产生低温脆性破坏，低温脆断是在没有预兆的情况下突然发生的，危害性很大。低温钢按晶体点阵类型一般可分为：体心立方的铁素体低温钢和面心立方的奥氏体低温钢两大类。铁素体低温钢一般存在明显的韧—脆转变温度，当温度降低至某个临界值(或区间)会出现韧性突然下降的现象。因此如何确保在某一低温条件下具有良好的韧性，是低温压力容器制造必须考虑的质量要求。在炼钢中一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和分布等，使铁素体钢的韧-脆性转变温度低于使用温度，这样，才能保证低温钢在使用时的安全性。与之相对应的低温钢用焊接材料在国内的应用也越来越广泛，焊材的用量与日俱增。在某些重要大型构件连接时，一般会采用埋弧焊，因为埋弧焊不但效率较高，而且焊接质量好。 但目前真正是国内焊接厂商生产的高强度低温钢用埋弧焊材是很有限的，很多这类焊材都是靠国外进口。 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高强度低温钢用埋弧焊丝及焊剂，克服目前国内生产技术的障碍，还提高了低温冲击韧性，使之可广泛应用于低温压力容器、海洋工程、港口机械、桥梁等场所的一些特殊构件之焊接，使焊缝金属抗拉强度达到480-660MPa，-51℃冲击功AKv≥160J。 

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种高强度低温钢用埋弧焊丝及焊剂，所述焊丝中各成分相对于该焊丝的重量百分比分别为， 

C：0～0.120％； 

Si：0.05～0.30％； 

Mn：1.10～1.60％； 

P：0～0.020％； 

S：0～0.020％； 

Ni：0.75～1.25％； 

Mo：0.10～0.30％； 

Cu： 0～0.35％； 

余量为铁及其他不可避免杂质； 

所述焊剂由以下原料经高温烧结而成，并且各原料相对于该焊剂原料总量的重量百分比分别为， 

CaF₂：10～30％； 

MgF₂：5～15％； 

CaO：5～20％； 

MgO：10～25％； 

Al₂O₃：10～30％； 

SiO₂：5～15％； 

TiO₂：1～5％； 

B₂O₃：0.1～0.8％。 

所述焊丝与焊剂配合所得焊缝金属中各成分相对于该焊缝金属的重量百分比分别为， 

C：0～0.120％； 

Si：0～0.80％； 

Mn：0～1.60％； 

P：0～0.030％； 

S：0～0.025％； 

Ni：0.70～1.10％； 

Mo：0.10～0.35％； 

Cu：0～0.30％； 

余量为铁及其他不可避免杂质。 

以下是对本发明的进一步说明： 

在本发明中，焊丝和焊剂是紧密联系的，焊剂要有足够的稳定性，才能保证在焊接过程中有良好的焊接操作性以及焊后焊缝有好的机械性能，以确保焊后构件的安全性。本发明焊剂的优点在于成分除了常规化合物物外，还加入了TiO₂，B₂O₃，加入这两种化合物目的是向熔敷金属中过度Ti和B。Ti、B都有抑制晶粒初大的作用，其中Ti能形成碳化物和氮化物，能有效的钉扎晶界，阻止奥氏体晶粒长大，有强烈的细化晶粒之作用；而加入少量的B是为了与其他元素配合使用，形成针状铁素体，起到更好的抗裂作用。