[发明专利]一种用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：按重量百分含量计，所述实心焊丝的化学成分如下：

C 0.06~0.09%，Si 0.12~0.28%，Mn 1.52~1.98%，A 0.0001~0.3%，Ti 0.008~0.035%，Ni0.05~0.8%，Cu 0.05~0.8％，其余为Fe及不可避免的杂质；其中：所述A元素为Mg、Ca、Zr、RE和B中的一种或多种；

或者，按重量百分含量计，所述实心焊丝的化学成分如下：

C 0.06~0.09%，Si 0.12~0.28%，Mn 1.52~2.0%，A 0.0001~0.3%，Ti 0.008~0.035%，V0.01~0.06%，其余为Fe及不可避免的杂质；其中：所述A元素为Mg、Ca、Zr、RE和B中的一种或多种；

该实心焊丝直径4~7mm，能承受的焊接热输入为60~300kJ/cm范围；

该实心焊丝的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用转炉冶炼—LF炉精炼—连铸工艺，按照所述实心焊丝的化学成分制成130×130mm或150×150mm连铸方坯；

（2）将连铸方坯堆垛放置24小时以上后，通过步进式加热炉加热至1050~1150℃，铸坯在炉时间不少于3.5小时，然后进高速线材轧机轧制，控制粗轧开轧温度1020~1080℃、精轧开轧温度900~950℃；

（3）精轧后采用间段式水冷模式，控制吐丝温度850~890℃，最后通过斯太尔摩延迟冷却、集卷工序制成直径6~8mm的焊丝钢盘条；

（4）将焊丝钢盘条制备成所述实心焊丝。

2.根据权利要求1所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：所述实心焊丝的化学成分含有Mg、Ca、Zr、RE和B中的一种或多种时，各元素按重量百分含量计为：Mg 0.0001~0.005%，Ca 0.0001~0.008%，Zr 0.0001~0.02%，RE 0.0001~0.02%，B 0.0001~0.002%；RE为含Ce或La的稀土元素。

3.根据权利要求1所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：所述实心焊丝的化学成分中含有0.001~0.03wt.%的Al元素。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：所述实心焊丝的杂质要求为：P≤0.015wt.%，S≤0.005wt.%，N≤0.007wt.%，O≤0.006wt.%。

5.根据权利要求1所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：步骤（1）中，当钢水到达LF炉进行精炼时，需通过加入锰铁或硅铁的弱脱氧方式控制氧含量≤100ppm后，添加Ti元素，随后再添加Mg、Ca、Zr、RE或B元素的一种或多种，控制各元素添加间隔时间≤10min，最后再进行LF炉造渣、脱硫和合金化；当完成LF炉精炼后，控制炉渣中FeO+MnO的质量百分比≤1.5%。

6.根据权利要求1所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝，其特征在于：步骤（4）中，将所述实心焊丝钢盘条依次进行剥壳、酸洗、涂硼砂、粗拉、回火、细拉、镀铜和绕盘工艺后，制成直径4~7mm的成品实心焊丝并绕成内径300~630mm盘卷。

7.根据权利要求1-3任一所述的用于FCB法大线能量埋弧焊接的实心焊丝的应用，其特征在于：所述实心焊丝用于厚度40mm以下结构钢板的FCB法大线能量埋弧焊接，具体过程为：采用进口或国产焊剂，在焊接热输入60~300kJ/cm范围内，采用FCB法或其他埋弧焊接方法对屈服强度345~420MPa级别结构钢热轧厚钢板施焊。