[发明专利]一种用于高锰低温钢气体保护焊的实芯焊丝

说明书

本发明公开一种用于高锰低温钢气体保护焊的实芯焊丝，其特征在于，其化学成分及质量分数为：C：0.2~0.4%，Mn：12~15%，Ni：14~18%，Cr：1.5~4.5%，Mo：0.1~0.6%，Ti：0.005~0.040%，P≤0.004%，S≤0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明实芯焊丝采用复合添加锰和镍的合金设计，降低了镍等昂贵元素含量及合金成本，避免了过高锰含量在焊接过程中形成过量的有毒性锰挥发，因而提高了焊丝的使用性能，实芯焊丝所形成的焊缝金属在‑196℃的低温下具有优良的冲击韧性，很好的满足了高锰低温钢用于建造液化天然气储罐等设备时对焊接的要求。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于高锰低温钢气体保护焊的实芯焊丝。

背景技术

液化天然气（沸点-162℃）、液氧（沸点-183℃）和液氮（沸点-196℃）等物质的储存及运输需要在低温条件下服役的结构材料，主要力学性能要求是在低温下具有足够的冲击韧性。作为常用的低温钢，9%Ni钢和Cr-Ni奥氏体不锈钢等材料都需要添加大量昂贵的镍元素，因此成本很高。近年来，高锰低温钢作为一种前沿的新型低温材料受到广泛关注，其专用配套焊材开发也是极为重要的工作。

高锰低温钢的锰含量为24 %左右，组织类型为奥氏体，在没有专用配套焊丝的情况下，通常使用9%Ni钢的焊丝作为替代，如ERNiCrMo-3、ERNiCrMo-4等。这些焊材的镍含量高达50%以上，因而成本高价格昂贵。从另一方面考虑，母材与焊材成分中锰和镍的差异过大，不利于焊接接头熔合线附近组织与性能的控制。随着高锰低温钢的开发日渐成熟，配套高锰低温钢焊材的研发也开展起来。专利申请CN201710194206公开了一种制备LNG贮罐的高锰钢用全自动埋弧焊实芯焊丝，采用高锰低镍组分，锰含量为23~26%。专利申请CN201710194314公开了一种适用于-196℃工作温度的熔化极气体保护焊焊丝，采用高锰低镍组分，锰含量为24~26%。韩国浦项也为高锰钢开发了专用的高锰焊材产品，锰含量为22%左右。这些高锰焊材具有合金成本低的显著优势，但由于高含量锰元素在焊接过程中容易形成有毒性的锰挥发，使用难度大。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，综合考虑Ni成本高、高含量Mo易挥发的问题，提供一种低成本、易使用的用于高锰低温钢气体保护焊的实芯焊丝，通过合理的成分设计，使所述焊丝形成的焊缝金属具有优异的低温冲击韧性，满足高锰钢低温钢用于建造液化天然气储罐等设备时对焊接的要求。

一种用于高锰低温钢气体保护焊的实芯焊丝，其特征在于，其化学成分及质量分数为： C：0.2~0.4%， Mn ：12~15%， Ni：14~18%， Cr：1.5~4.5%， Mo：0.1~0.6%， Ti ：0.005~0.040%，P≤0.004%，S≤0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

进一步地，所述实芯焊丝形成的焊缝金属的显微组织为奥氏体。

进一步地，所述实芯焊丝形成的焊缝金属的-196℃夏比摆锤冲击试验冲击吸收能量≥34J。

本发明与现有技术相比具有如下积极效果：