[发明专利]一种特种车辆高氮钢车体焊接制造专用焊丝

说明书

本发明属于装甲车辆焊接制造技术领域，具体涉及一种特种车辆高氮钢车体焊接制造所用的焊丝，焊丝采用多股绞合结构形式，即多股绞合焊丝是由多根较细的单焊丝按照一定的结构螺旋绞合而成，单焊丝直径不足0.55mm，多股绞合后焊丝直径为1.6mm，绞股结构为1×3、成分结构为TP‑N1670多股绞合焊丝，多股绞合焊丝的特有结构有利于对不同成分的单丝进行优化组合，合理搭配固氮元素及释氮元素的含量，改善焊接熔池的固氮量，避免了熔炼新成分的焊丝，减少复杂工序，降低研制试验成本。

技术领域

本发明属于装甲车辆工艺焊接技术领域，具体涉及一种特种车辆的车体焊接制造专用焊丝。

背景技术

装甲车体作为装甲车辆的重要部件之一，是装甲车辆的重要承载平台，提高车体的承载能力、越野、防护能力,采用新型装甲材料是发展的需要。

目前我厂常用的装甲车体材料多为616装甲钢，工程化应用很高，生产的特种装甲车辆，种类繁多，生产批量大，在焊接制造过程中的工作极其繁重，但616装甲钢材料性能相对较低；随着冶炼技术的不断发展，高氮钢产品日趋成熟，推进其工程化应用，焊接性能是重要的性能考核指标，更是影响高氮钢工程应用的关键。

高氮钢材料用于特种车辆车体焊接制造，高氮钢产品虽已走向成熟，但配套焊丝还远远未跟上，目前市场上还未出现完全满足高氮钢焊接性能要求的焊丝。高氮钢的焊接不但要面临避免焊接缺陷、减少晶界脆性化合物的析出等问题，而且还要解决焊缝中氮损失的问题，这些问题将会导致高氮钢焊缝力学性能及耐蚀性能降低，因而焊接难度更大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特种车辆焊接制造用的专用焊丝，专门用于高氮钢材料的焊接。保证特种车辆的车体焊接制造，焊接性能满足车体的高承载能力、越野、防护能力，即可靠又通用。

本发明的技术方案：

一种特种车辆高氮钢车体焊接制造专用焊丝，该焊丝是由多根较细的单焊丝按照一定结构螺旋绞合而成，单焊丝直径≤0.55mm，多股绞合后焊丝直径为 1.6mm，绞股结构为1×7、成分结构为4+2+1的TP-N1670多股绞合焊丝，焊丝各组分及质量百分含量为C 0.03-0.08％，Si 0.40-0.90％，Mn 6.8-9.6％，P 0.02％， S 0.025％，Cr 20.0-24.5％，Ni10.0-13.8％，Cu 0.02-0.40％，N 0.10-0.50％，Mo 0.20-3.5％，余量为Fe，捻距控制在10.5～11.5mm。

高氮钢焊接中遇到的最大问题之一是气孔。产生气孔的主要原因是氮在液态和固态金属中溶解度差别大使氮从焊缝中逸出而形成气孔，另一个原因是封闭在焊接金属内的快速复杂反应后产生的氮气形成气孔。因此，如何减少焊缝氮的损失(减小焊接热输入量)、提高熔敷金属固氮量(添加固氮合金元素)成为解决高氮钢焊接的关键。

多股绞合焊丝因其特有的结构特点使解决高氮钢焊接的上述两个问题成为可能。多股绞合焊丝是由多根较细的单焊丝按照一定的结构螺旋绞合而成，单焊丝线径不足0.55mm(以多股绞合焊丝为例)，相同热量条件下可熔化的金属也会越多，所以焊接热输入量较小。而且试验也证明，多股绞合焊丝的电流电压规范与单焊丝的规范基本相当或偏低，可明显降低焊接热输入量。另外，利用多股绞合焊丝多丝绞合的特有结构对不同成分的单丝进行优化组合，合理搭配固氮元素及释氮元素的含量，可改善焊接熔池的固氮量，而且避免了熔炼新成分的焊丝，减少繁杂工序，降低试验成本。

各不同成分单丝组合成所需焊丝成分比较困难。一旦确定多股绞合焊丝的公称直径及绞股结构，其成分的调整只能通过单丝成分及数量组合来大幅调整，成分微调还需要通过生产工艺来控制。最大的难点在于单丝成分的选择及数量组合分配，需要大量的组合计算，以满足主合金成分Mn、Cr、Ni、Mo等元素的含量要求。