[发明专利]一种抗拉强度≥590MPa的高韧性气保焊丝盘条及制备方法

说明书

一种抗拉强度≥590MPa的高韧性气保焊丝盘条，其组分及wt%为：C：0.04～0.11%,Mn：1.55～2.00%,Si：0.40～0.8%,Ni：0.7～1.3%,Ti：0.062～0.20%,B：0.0021～0.010%,Cu：0.10～0.25%,S：0.002~0.014%,Cr≤0.08%,N≤0.008%,P≤0.020%,Als≤0.020%,V：0.001~0.02%；制备方法：将方坯粗轧；预精轧；吐丝；延迟型冷却工艺轧制。本发明不仅Rm≥590MPa，还通过同时添加Ti、V、B、以及延迟型冷却轧制等工艺，得到具有优良拉拔性能的盘条；所制焊丝在常用焊接线能量下，单道焊缝宽高比4.2~4.8，焊道间熔合好，焊缝表面波纹细小；熔敷金属‑40℃冲击功达到100J以上。

技术领域

本发明涉及一种气保焊接焊条用盘条及其制备方法，确切地属于一种抗拉强度≥590MPa的高韧性气体保护焊丝用盘条及其制造方法，其焊丝适用于高端工程的焊接。

背景技术

气体保护焊是一种焊接速度高、焊接质量好、焊接效率高、线能量易于控制且易于实现自动焊的焊接方法，非常适应于高强钢的焊接。在国外发达国家，气体保护焊的比例已达到60～70％，广泛应用于工程机械、石油管线、铁路桥梁、海洋设施及压力容器等大型重要结构的制作，而在我国气保焊的比例远低于此。目前抗拉强度Rm590MPa级以上的低合金高强钢逐步成为主流钢种，如第五代桥梁钢Q460qE、X70管线钢等。在钢种提高强度的同时要求具有较高的韧性，如X70管线钢接头-20℃KV₂≥80J，桥梁工程钢Q460qE钢接头-40℃KV₂≥48J。

高强钢气保焊一般采用富Ar为保护气体(如20％CO₂+80％Ar)。为满足钢种焊接要求，焊丝熔敷金属力学性能一般要有一定的富裕量(以达到最低要求的两倍为宜)，且须具有优良的焊接工艺性能，即焊接飞溅小、焊缝成形好。焊缝成形好主要体现在焊缝有较大的宽高比，表面波纹细小。另外在保证焊接性能的同时，还应该尽量少加贵重合金元素以降低成本。

经检索：

中国专利公开号为CN108857141A的文献，公开了《一种620MPa级可消应力处理的气保焊丝》，其化学成分为(wt％)：C0.04～0.07，Si0.2～0.5，Mn1.0～1.5，Ni1.5～2.1，Mo0.16～0.30，Ti0.02～0.06，B0.0005～0.0020，S0.0030～0.0150，P≤0.018％，其余为Fe和不可避免的杂质；焊丝熔敷金属强韧匹配良好，焊态和消应力态(600℃×10h)的熔敷金属-45℃冲击韧性≥70J，但其含Ni量高且含Mo，成本高。

中国专利申请号为CN201510332702.4的文献，公开了《一种高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝》，其化学成分为(wt％)C0.03～0.11，Mn0.70～1.50，Si0.25～0.90，Ni0.55～1.40，Cu0.15～0.45，Ti0.05～0.18，S≤0.015，P≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质，用于550MPa强度级别尤其是耐候钢的焊接。这些技术只采用了较单一的微合金化元素，不如同时加入Ti、B、V、Cu效果明显。Ti能在焊缝中产生微细氧化物粒子细化晶粒改善焊缝性能，还可以保护B更好地偏析于晶界抑制晶界先共析体的形成与长大；利用Ti、V等的析出强化，焊缝韧性也明显高于普通焊缝；B在钢中间隙固溶促进沉淀析出；Cu具有时效硬化作用，在同时加入Cu和B时，还具有很强的复合作用；因此同时添加Ti、B、V、Cu进行多元微合金化，能有效提高焊缝强韧性。

焊缝成形(主要是宽高比即宽/高)对焊缝焊趾应力、焊缝光滑美观有重要影响，宽高比越大，则焊缝处应力小，焊缝也越光滑美观。现有同级别焊丝均未说明焊缝成形方面的技术性能。S可以提高熔融金属的润敷性，对Als及Ti含量进行适当限制可以保证焊缝合适的氧含量提高熔融金属活性，有利于提高焊缝宽高比。

发明内容