專利名稱：一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接材料，特別是一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲。
背景技術(shù)：
MIG (熔化極惰性氣體保護焊)焊接方法由于焊接效率高、焊縫韌性較高，成為屈服強度大于900MPa高強度鋼首選的焊接方法，在工程上獲得廣泛的應(yīng)用，通常配套使用鎳含量為2wt% 3wt%的錳鎳鉻鑰焊絲進行900MPa高強度鋼。其典型代表有美國軍標MIL-E-24355B中的MIL140S焊絲，其主要合金成分為碳(C) <0.12 wt%，硅(Si) 0. 30wt%-0. 50wt%,錳(Mn) 1. 50wt%-2. 00wt%,鎳(Ni)1. 95wt%-3. 10wt%, Cr (鉻)0. 65wt%-l. 05wt%,鑰(Mo) 0. 40wt%-l. 00wt%,釩(V) : < 0. 04wt%。該類焊絲的優(yōu)點是其合金系已經(jīng)大量使用并得到驗證；其焊縫組織為中溫轉(zhuǎn)變組織，含有較多的針狀鐵素體和粒貝組織；焊縫金屬強度、塑性及韌性良好。但該類型焊絲存在的主要缺點為合金的組配尚未處于最優(yōu)化狀態(tài)，突出的表現(xiàn)為仍需要要用較高的碳和微合金化元素釩來強化，這對于焊縫金屬的韌性的提高不利。例如J. Stoop and E. A. Metzbower, A metallurgicalcharacteristization of HY-130 steel welds 中數(shù)據(jù)表明MIL140S 焊絲在 7. 7KJ/cm 線能量條件下焊接時，其焊縫屈服強度達到1017MPa，沖擊韌性達不到指標要求；在約12KJ/cm線能量條件下焊接時，其焊縫屈服強度為916MPa，沖擊韌性勉強達到指標要求?？梢姀姸群晚g性水平的綜合控制和匹配仍是該類焊材應(yīng)用中的重要問題之一。Devasc0公司的一種高強度焊絲其合金成分(質(zhì)量百分比)為碳(C) 0. 09wt%，錳(Mn) :1. 30wt%，硅(Si)O. 30wt%，鎳(Ni):3. 5wt%，鑰(Mo):0. 95wt%，鉻(Cr) :0· 70wt%，銅(Cu) :0· 75wt%，該焊絲的屈服強度達到966MPa，抗拉強度達到1034MPa，但是其_16°C沖擊吸收能量僅為20J，這對于某些重要的需要確保韌性水平的結(jié)構(gòu)件顯然是不夠的。而我國的一種高強度焊絲(中國專利ZL 02158129. 0)，其合金成分為:碳(CK O. 05wt%，錳(Μη):1· 50 wt% 2. 50wt%，硅(Si):O. 20wt% O. 30wt%,鎮(zhèn)(Ni) :3· 0wt% 4. 0wt%,鑰(Mo) :0· 2wt% 1. 5wt%,該焊絲的成分設(shè)計顯然是為了獲得高的焊縫韌性，焊縫的_50°C沖擊吸收能量接近100J，但是焊縫的屈服強度卻在710 790MPa之間?，F(xiàn)有技術(shù)的這些特點表明在焊縫強度的提高和確保焊縫金屬的高韌性方面是存在難度的，這也是困擾高強度焊接材料的眾所周知的難點之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲，解決高強鋼焊縫金屬韌性偏低的問題。為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲，其質(zhì)量百分比組成為C:
O.05 O. 09 % ；Si 0. 35 O. 50%,Mn :1· 40 1. 70% ；Cr 0. 50 O. 90% ；Ni 2. 8 3· 5% ；Mo 0. 50 O. 90% ；Ti 0. 01 O. 03% ；La 0. 005% 0. 02% ;其余為鐵。

其中，碳是主要強化元素，對強度有利，但過高對韌性及抗裂性不利，適當(dāng)降低碳含量，可提高抗裂性及韌性，碳元素含量不宜高于O. 09wt% ;錳、硅是維持脫氧能力和保證焊接工藝穩(wěn)定性的必要元素，但考慮到高錳硅易使高鎳元素的焊縫出現(xiàn)粗大粒狀貝氏體的組織和馬氏體組織，使韌性惡化，因此錳、硅元素含量，尤其是錳元素不宜高于1. 70wt%,同時考慮到強度控制的要求，錳元素的下限定為1.40被％;高含量的鉻-鎳-鑰元素的優(yōu)化組合是體現(xiàn)本發(fā)明既能提高焊縫強度又能確保焊縫韌性的關(guān)鍵鉻、鑰元素是關(guān)鍵的強化元素，其含量宜分別在O. 5wt% O. 9wt%之間，且其總量應(yīng)在1. 4wt% 1. 7wt%之間，如此組合有利于保證焊縫強度，且對韌性損害不大；匹配于鉻、鑰元素，可韌化焊縫的鎳元素含量應(yīng)為鉻、鑰元素總量的2 2.1倍，即2. 8wt% 3. 6wt%之間，過高的鎳含量將形成單一馬氏體或粗大貝氏體組織惡化韌性，過低的鎳含量則其對焊縫的韌化效果較差。本專利以一定量的碳硅錳元素強化為基礎(chǔ)，以高含量的鉻鎳鑰元素的優(yōu)化組合保證強韌性是本發(fā)明焊絲體現(xiàn)優(yōu)越綜合性能的關(guān)鍵，該種合金化的優(yōu)化組合安排，有利于獲得細小的貝氏體、馬氏體混合組織，對于焊縫強度的提高和高韌性的維持極為有利；否則極易出現(xiàn)焊縫強度高，而焊縫韌性偏低的不利情況，這與粗大淬硬性組織的形成導(dǎo)致韌性惡化相關(guān)；復(fù)合加入微量的鈦、鑭元素可降低熔滴的表面張力，一方面可提高焊接工藝穩(wěn)定性，另一方面可降低擴散氫含量。本發(fā)明的一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲，按照普通的焊絲制備工藝制備，只要達 到成分均一即可。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果
本發(fā)明中的氣體保護焊焊絲，采用MIG焊接時，焊接電弧集中、穩(wěn)定，焊縫組織為貝氏體和馬氏體混合組織，組織細小，可獲得高強度高韌性焊縫金屬，其熔敷金屬屈服強度大于950MPa，-50°C沖擊吸收能量大于50J。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步具體說明本專利。但是本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。在本發(fā)明高強度高韌性氣體保護焊絲成分范圍內(nèi)，共冶煉了 8爐焊絲，其焊絲成分見表I。該焊絲采用MIG焊接后，其熔敷金屬力學(xué)性能見表2。其焊絲熔敷金屬組織為貝氏體和馬氏體混合組織。表I焊絲化學(xué)成分
權(quán)利要求
1. 一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲，其特征是其質(zhì)量百分比組成為C O. 05 O. 09 % ；Si 0. 35 O. 50%,Mn :1· 40 1. 70% ；Cr 0. 50 O. 90% ；Ni 2. 8 3· 5% ；Mo 0. 50 O. 90% ；Ti 0. 01 O. 03% ；La 0. 005% 0. 02% ;其余為鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種屈服強度900MPa級別的氣體保護焊焊絲，其質(zhì)量百分比組成為C0.05～0.09%；Si0.35～0.50%，Mn1.40～1.70%；Cr0.50～0.90%；Ni2.8～3.5%；Mo0.50～0.90%；Ti0.01～0.03%；La0.005%～0.02%；其余為鐵。本發(fā)明的氣體保護焊焊絲，采用MIG焊接時，焊接電弧集中、穩(wěn)定，焊縫組織為貝氏體和馬氏體混合組織，組織細小，可獲得高強度高韌性焊縫金屬，其熔敷金屬屈服強度大于950MPa，-50℃沖擊吸收能量大于50J。
文檔編號B23K35/30GK103056550SQ20121056952
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者張京海, 鄧晚平, 楊澍 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所