[发明专利]适用于大线能量焊接的低合金高强度高韧性埋弧焊丝

说明书

本发明提供一种适用于大线能量焊接的低合金高强度高韧性埋弧焊丝，该焊丝成分按重量百分比计如下：C：0.07％～0.10％、Si：≤0.10％、Mn：1.30％～1.60％、Ti：0.04％～0.08％、B：0.0065％～0.0080％、Als：0.02％～0.04％，S≤0.010％、P≤0.010％、N≤0.0050％、O≤0.0050％，还含Ni：0.60％～1.0％、Mo：0.20％～0.40％中1种或2种，且7.0≤Ti/B≤9.0，1.0≤B/N≤2.0，余量为铁及不可避免杂质。本发明埋弧焊丝用于低合金高强钢的20kJ/cm～200kJ/cm线能量的大线能量焊接，焊缝金属具有优异强韧性，焊剂适应性强，焊接工艺稳定，抗裂性能优异。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，尤其涉及种适用于大线能量焊接的低合金高强度高韧性埋弧焊丝。

背景技术

为了节约大型构件的建造成本和提高建造效率，大线能量焊接技术已经广泛应用于基础设施、海洋平台、航空等众多领域。大线能量焊接用高强度钢板已成为国内外研究热点。同时埋弧焊具有焊接效率高，容易实现自动焊接、减轻焊工劳动强度等优点，在钢结构的建造过程中埋弧焊成为重要的焊接方法之一。大线能量焊接用钢由于级别和成分的差异与其配套焊接材料不尽相同，并且与其配套低温韧性优异的埋弧焊丝我国技术薄弱，市场上现有的国产埋弧焊丝的熔敷金属的低温韧性偏低，进口的埋弧焊丝成本较高且一些国家限制向中国出口销售，价格昂贵。国内外对低合金高强钢在大线能量焊接条件下的焊缝和焊接热影响区的组织特征、奥氏体晶粒长大动力学等进行了研究，并研制出适合于大线能量焊接用焊接材料。

《一种大线能量焊接低合金钢用高韧性气体保护焊丝》(申请号:200910063998.9)和《一种大线能量焊接高强度钢板用高韧性气体保护焊丝》(申请号：2009100639993)说明书中没有提及Ti与B及B与N元素的含量配比，同时在实施例中介绍该种气体保护焊丝可用于气体保护的埋弧焊，缺乏实用性。

《一种大线能量埋弧焊用焊丝》(CN200410097804.4)公开了的焊丝其化学成分按质量百分比计C：0.03％～0.10％、N：0.0035％以下、Si：0.40％以下、Mn：1.00％～2.50％、还含Ti在0.030％以上且满足Ti/N：15～50，剩余部分由Fe及不可避免的杂质组成的焊丝。该发明也是仅给出焊丝的成分范围，虽然给出了Ti与N元素之间的配比关系，但是并未提及Ti与B元素和B与N元素的比例。

《一种高性能埋弧焊丝及盘条及其制造方法》(CN200510029245.8)公开的焊丝其化学成分按质量百分比计C：0.06％～0.13％、Si：0.1％～0.5％、Mn：1.3％～1.7％、Ti：0.010％～0.15％、B：0.001％～0.009％、Mo：0.30％～0.60％、其余为Fe。其中提到该发明焊丝仅适合于20～80kJ/cm大线能量焊接，成分设计中添加了Ti和B元素，但是也没有提及Ti和B元素、B与N元素的含量配比，同时对于气体元素的含量没有加以控制。

《大线能量埋弧焊焊接接头、该接头的制法及所用焊丝及焊剂》(CN200410097804.4)公开了的焊接接头的焊缝金属成分按质量百分比表示C：0.03～0.10％、Si：≤0.40％、Mn：1.00％～2.50％、Ti：0.003％～0.030％、N：0.0050％以下。且焊缝金属中按质量百分比计还含有Nb：0.010％～0.200％、Mo：0.10％～0.50％、Ni：0.05％～1.00％中选出的1种或2种以上。埋弧焊焊丝可在150kJ/cm大线能量条件下焊接。但是该发明焊丝中仅提到了B和N元素的比例，也没有提到Ti和B元素含量配比，同时在实施例中仅给出了0℃和-20℃的冲击韧性，缺少更低温度冲击韧性的数据。