專利名稱：壓力容器焊接用高強(qiáng)度高韌性埋弧焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接材料，具體地說是一種適應(yīng)于壓力容器、工程機(jī)械以及橋梁、船舶等大型結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲。
隨著我國(guó)低合金高強(qiáng)度鋼的迅速發(fā)展，特別是壓力容器、工程機(jī)械和橋梁用鋼的厚壁化以及低溫的服役環(huán)境，對(duì)焊接接頭的沖擊韌性和抗裂性能提出了越來越高的要求。而在現(xiàn)有的技術(shù)中，能夠在低溫下保持優(yōu)良低溫韌性的埋弧焊絲并不多。例如中國(guó)專利CN1068528A發(fā)明的焊絲，屬鉬鈦硼序列，含有錳、鉬、鈦、硼、稀土等化學(xué)成份，碳、錳元素含量偏低，焊縫金屬的強(qiáng)度組別在450～500MPa，另外對(duì)硫、磷等雜質(zhì)含量限制嚴(yán)格，雖然有較高的低溫沖擊韌性，但這些焊絲由于嚴(yán)格限制硫、磷等雜質(zhì)含量，才能保證焊縫的低溫沖擊韌性，故成本較高。同時(shí)焊縫金屬的強(qiáng)度達(dá)不到σb＞620MPa的高強(qiáng)度要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種低溫使用效果好，成本低，無需嚴(yán)格限制硫、磷等雜質(zhì)含量、高強(qiáng)度高韌性埋弧焊絲。
為了克服上述不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是按重量百分比，由碳0.04～0.12％，硅0.001～0.15％，錳1.50～2.30％，鎳0.20～0.80％，镅0.10～0.50％，鈦0.01～0.05％，硼0.0005～0.0040％，鋁0.010～0.040％，硫0～0.01％，磷0～0.02％，氮0～0.0050％，鋯0～0.030％組成，余量為鐵。
本發(fā)明工作原理如下碳(C)是保證強(qiáng)度的重要因素，但是在高強(qiáng)度鋼中也是致脆元素，因而影響焊縫金屬的韌性，所以要嚴(yán)格控制焊絲中的碳含量。加入錳、鉬(Mn、Mo)元素，一方面通過固溶強(qiáng)化提高了焊縫金屬的強(qiáng)度，另一方面Mn、Mo元素推遲了奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度，促進(jìn)了針狀鐵素體的形成，細(xì)化了焊縫金屬組織，提高了焊縫金屬的低溫韌性。加入微量的鈦、硼(Ti、B)元素可以進(jìn)一步細(xì)化焊縫組織，Ti與氧、氮(O、N)形成的TiO和TiN，作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，促進(jìn)了奧氏體晶粒內(nèi)針狀鐵素體的形成，而元素B向奧氏體晶界偏聚，降低了晶界能，抑制了晶界鐵素體的形核和長(zhǎng)大。同時(shí)Ti在焊縫中保護(hù)B不被氧化。加入少量的Ni可以提高焊縫金屬的低溫韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度。硫、磷、氮作為雜質(zhì)元素，含量偏高時(shí)，會(huì)明顯降低焊縫金屬的韌性，應(yīng)盡量降低。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.具有高強(qiáng)度、高韌性。由于本發(fā)明采用的化學(xué)成份含有較高的錳含量和少量的鎳及微量的鈦、硼元素，故所得焊縫金屬具有很高的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性；采用本發(fā)明焊接厚度大于30mm的鋼板時(shí)，進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理，可得到優(yōu)良的機(jī)械性能；本發(fā)明所得的焊縫金屬的綜合性能σb＝625～690MPa，低溫韌性CVN-40℃110J。
2.適用范圍廣。本發(fā)明適用于壓力容器、工程機(jī)械以及橋梁、船舶等大型結(jié)構(gòu)的埋弧焊接，特別適用于焊接無裂紋鋼WDC610E的埋弧焊接。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1按重量百分比，由碳(C)0.071％，硅(Si)0.037％，錳(Mn)1.78％，鎳(Ni)0.31％，鉬(Mo)0.20％，鈦(Ti)0.02％，硼(B)0.001％，鋁(Al)0.020％，硫(S)0.008％，磷(P)0.015％，氮(N)0.0040％，鋯(Zr)0.0040％組成，余量為鐵(Fe)；所述成份與SJ101或SJ102燒結(jié)焊劑配合。焊接武鋼生產(chǎn)的厚度為38mm的WDL610E壓力容器用鋼，所得的焊縫金屬的機(jī)械性能列于表1。
表1 實(shí)施例焊絲的焊接工藝及焊縫金屬的機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.一種壓力容器焊接用高強(qiáng)度高韌性埋弧焊絲，其特征在于按重量百分比，由碳0.04～0.12％，硅0.001～0.15％，錳1.50～2.30％，鎳0.20～0.80％，鉬0.10～0.50％，鈦0.01～0.05％，硼0.0005～0.0040％，鋁0.010～0.040％，硫0～0.01％，磷0～0.02％，氮0～0.0050％，鋯0～0.030％組成，余量為鐵。
2.按照權(quán)利要求1所述的壓力容器焊接用高強(qiáng)度高韌性埋弧焊絲，其特征在于所述成份與SJ101或SJ102燒結(jié)焊劑配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及焊接材料,具體地說是一種壓力容器焊接用高強(qiáng)度高韌性埋弧焊絲。按重量百分比,由碳0.04～0.12%,硅0.001～0.15%,錳1.50～2.30%,鎳0.20～0.80%,鉬0.10～0.50%,鈦0.01～0.05%,硼0.0005～0.0040%,鋁0.010～0.040%,硫0～0.01%,磷0～0.02%,氮0～0.0050%,鋯0～0.030%組成,余量為鐵。它具有低溫使用效果好,成本低,高強(qiáng)度高韌性。
文檔編號(hào)B23K35/362GK1343544SQ0012300
公開日2002年4月10日 申請(qǐng)日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者錢百年, 陳曉, 國(guó)旭明, 李晶麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所