專利名稱：一種焊縫強韌化mag焊絲的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低合金高強鋼焊接材料領域，尤其涉及一種GR. 65鋼用焊縫強韌 化MAG焊絲。
背景技術：
鑒于GR. 65鋼(其化學元素成分見表1)在使用現有焊絲制造特高壓鐵塔時，通常 采用ER55-G型焊絲進行氣體保護焊焊接，但表現出焊縫韌性較差、裂紋傾向較大的實際應 用問題，生產實際要求能有一種既不明顯劣化焊接接頭強度與剛度又能大幅度提升焊縫韌 性的方法，焊縫合金化是一種行之有效的方法，能夠改善焊縫韌性、降低裂紋傾向。通過實 驗研究發(fā)現Ni元素在改善鋼材焊縫性能方面具有較好的表現，通過合金化焊絲的方法向 GR. 65鋼焊縫中加入適量的Ni元素，調整其與其它合金元素的配比，從而在不降低焊縫強 的同時達到改善低合金高強鋼焊縫韌性、降低裂紋傾向的目的。當前已存在的韌性化焊絲有高鎳含量的鎳基合金焊絲(含鎳高達3%_6%)，但在試 驗中，相同的焊接工藝條件下，應用于GR. 65鋼的鎳基焊絲焊接時表現出鎳含量高于某一 閥值(2. 21%)時，焊接接頭的抗拉強度顯著降低，平均為564Mpa ；而鎳含量較低(低于1%)甚 至不存在鎳元素時其抗拉強度為534. 7Mpa,基于本類型鋼材的應用要求，確定本發(fā)明焊縫 強韌化焊絲中的鎳含量在介于1. 50 1. 90%時，焊縫抗拉強度可平均達到623ΜΡ 1，能夠滿 足強度和韌性的雙重要求。

發(fā)明內容
為了克服GR. 65鋼焊接時背景技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種GR. 65鋼用 焊縫強韌化MAG焊絲。本發(fā)明采用的技術方案是
本發(fā)明的GR. 65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲其配方以質量百分比計其成分如下C:
0.07% 0. 12%, Si 0. 075% 0. 095%, Mn :0. 50% 1. 00%, P ^ 0. 01%, S 彡 0. 01%, Ni
1.50% 1. 90%, Cr :0. 03% 0. 04%, Mo :0. 20% 0. 45%, Al :0. 10% 0. 15%,其余為鐵。本發(fā)明與背景技術相比，具有的有益效果是
1)成分穩(wěn)定可控、組織均勻，焊接時合金燒損少，相對成本低廉；
2)焊縫最終組織成分為針狀鐵素體和先共析鐵素體，其顯著特點是針狀體素體體積分 數提高，先共析鐵素體體積分數降低，而以大針針狀鐵素體和先共析鐵素體比的形式出現， 焊縫晶粒得到明顯細化，顯微硬度有輕微提高；
3)減少焊縫碳化物的偏析，顯著提高焊縫區(qū)抗拉強度和夏比沖擊韌性，降低焊接裂紋 傾向和焊接接頭的韌脆轉變溫度，并進一步提高了焊接構件的溫度適應性。本發(fā)明焊絲具有這些特點最終能夠解決了針對GR. 65鋼焊接接頭強度盈余而韌 性、塑性不足的問題，能夠替代ER55-G焊絲成為這一鋼種的專用焊絲。
具體實施例方式本發(fā)明焊絲化學成分的配比依據敘述如下
根據材料學理論可知，焊縫中針狀鐵素體和先共析鐵素體組織所占比例對焊縫韌性的 強弱具有顯著的影響。先共析鐵素體是焊縫金屬發(fā)生固態(tài)相變時首先在奧氏體晶界析出的 組織。由于裂紋易經先共析鐵素體網擴展，因此先共析鐵素體對裂紋擴展的抵抗力較低。針 狀鐵素體是一種非熱力學平衡組織，它的生成是通過形核和生長反應在奧氏體晶粒內部進 行。合金元素和鋼中的C、N等元素結合形成的難熔雜質顆粒往往成為針狀鐵素體的形核核 心，促進了針狀鐵素體的形成，提高了針狀鐵素體在焊縫中的體積百分比。隨著焊縫中針狀 鐵素體組織所占比例的提高，端口韌脆轉變溫度下降，韌性提高。反之，焊縫中先共析鐵素 體組織所占比例增多，斷口韌脆轉變溫度上升，韌性下降。針狀鐵素體有非常細小的晶粒尺 寸和高密度的位錯，這些特點使得它能極大的改善焊接接頭的韌性和延展性。經分析研究，Ni元素促進GR. 65鋼這類特高壓鐵塔用低合金高強鋼焊縫韌性增強 可能有如下原因首先，碳元素與Ni元素不形成碳化物而多以互溶的形式存在于鋼的α相 與Y相中，并通過細化α相的晶粒，使得焊縫組織細化，進而改善GR. 65鋼焊縫的韌性。其 次，M元素對焊縫中夾雜物有球化細化作用，隨著M元素的加入使得誘發(fā)針狀鐵素體形核 的夾雜物數量增加，針狀鐵素體體積含量增加，先共析鐵素體形核受到了抑制。最后，由于 GR. 65鋼焊縫中Mn含量較低(約為0. 54%, wt%)，使得焊縫針狀鐵素體的起始轉變溫度低， 擴大了針狀鐵素體的轉變溫度范圍，故提高了針狀鐵素體組織在焊縫組織中所占的體積百 分比。在一定的含量范圍內，隨著M元素的加入，GR. 65鋼焊縫中針狀鐵素體體積含量增 加，先共析鐵素體體積含量減少，碳化物偏析減少，焊接接頭的強度，硬度有所改善，焊縫韌 性得到明顯提升。當焊縫中M元素含量超過某一范圍時，焊縫晶粒開始變大，焊縫中針狀 鐵素體減少，碳化物偏析又開始出現，焊縫韌性受到削弱，經試驗測試確定本發(fā)明焊縫韌性 化焊絲中的鎳含量在介于1. 50-1. 90%時，能夠滿足GR. 65鋼焊接制造特高壓鐵塔的強度和 韌性要求。本發(fā)明配方以質量百分比計其成分如下C :0. 07% 0. 12%，Si :0. 075% 0. 095%, Mn 0. 50% 1. 00%, P ^ 0. 01%, S ^ 0. 01%, Ni :1. 50% 1. 90%, Cr :0. 03% 0. 04%, Mo 0. 20% 0. 45%, Al :0. 10% 0. 15%，其余為鐵。實施例1 所述的配方以質量百分比計其成分如下C :0. 070%, Si :0. 075%, Mn 0. 98%, P 0. 006%, S 0. 004%, Ni :1. 50%, Cr :0. 03%, Mo :0. 45%, Al :0. 10%，其余為鐵。實施例2 所述的配方以質量百分比計其成分如下C :0. 094%, Si :0. 086%, Mn 0. 58%, P 0. 007%, S 0. 008%, Ni :1. 90%, Cr :0. 04%, Mo :0. 20%, Al :0. 15%，其余為鐵。實施例3 所述的配方以質量百分比計其成分如下C :0. 114%，Si :0. 093%, Mn 0. 52%, P 0. 009%, S 0. 007%, Ni :1. 78%, Cr :0. 04%, Mo :0. 36%, Al :0. 12%，其余為鐵。該GR. 65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲采用真空感應爐冶煉制成，所述焊絲亦可以通 過采用電爐加爐外精煉方法冶煉生產，通過澆注、鍛造、開坯、盤條軋制及焊絲拉拔各工序 制成一定規(guī)格尺寸的成品焊絲，焊絲的冶煉、及加工過程與普通的氣體保護焊用焊絲并無 差異，只需最終焊絲成分滿足該發(fā)明所述要求，并保證一定的挺直度和韌性，即可在一定 的焊接工藝條件下達到本發(fā)明所述的效果。一種GR. 65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲由真空感應爐冶煉，制成如表2所示化學成
權利要求
1.一種GR. 65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲，其特征在于，配方以質量百分比計其成分如 下:C :0. 07% 0. 12%, Si 0. 075% 0. 095%, Mn :0. 50% 1. 00%, P ≤ 0. 01%, S ≤ 0. 01%, Ni 1. 50% 1. 90%, Cr :0. 03% 0. 04%,Mo :0. 20% 0. 45%, Al :0. 10% 0. 15%，其余為鐵。
2.根據權利1所述的一種GR.65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲，其特征在于，所述的配方 以質量百分比計其成分如下:C :0. 070%, Si :0. 075%, Mn :0. 98%, P :0. 006%, S :0. 004%, Ni 1. 50%, Cr 0. 03%, Mo :0. 45%, Al :0. 10%，其余為鐵。
3.根據權利1所述的一種GR.65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲，其特征在于，所述的配方 以質量百分比計其成分如下:C :0. 094%, Si :0. 086%, Mn :0. 58%, P :0. 007%, S :0. 008%, Ni 1. 90%, Cr 0. 04%, Mo :0. 20%, Al :0. 15%，其余為鐵。
4.根據權利1所述的一種GR.65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲，其特征在于，所述的配方 以質量百分比計其成分如下:C :0. 114%, Si :0. 093%, Mn :0. 52%, P :0. 009%, S :0. 007%, Ni 1. 78%, Cr 0. 04%, Mo :0. 36%, Al :0. 12%，其余為鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GR.65鋼用焊縫強韌化MAG焊絲。配方以質量百分比計其成分如下C0.07%～0.12%，Si0.075%～0.095%，Mn0.50%～1.00%，P≤0.01%，S≤0.01%，Ni1.50%～1.90%，Cr0.03%～0.04%，Mo0.20%～0.45%，Al0.10%～0.15%，其余為鐵。本發(fā)明采用MAG焊接GR.65鋼，可達到如下效果細化焊縫區(qū)晶粒，提高焊縫區(qū)針狀體素體體積分數，降低先共析鐵素體體積分數，減少焊縫碳化物偏析，從而顯著提高焊縫區(qū)抗拉強度和夏比沖擊韌性，降低焊接裂紋傾向；降低焊接接頭的韌脆轉變溫度，提高焊接構件的溫度適應性。本發(fā)明焊絲能夠成為GR.65鋼專用的焊縫強韌化MAG焊絲。
文檔編號B23K35/30GK102114580SQ20111002819
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權日2011年1月26日
發(fā)明者周繼烈, 彭新源 申請人:浙江大學