本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，尤其涉及一種960MPa級(jí)高強(qiáng)度金屬粉型藥芯氣保焊絲。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建設(shè)的需要，對(duì)于超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用越來越多，尤其是在工程機(jī)械領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域。超高強(qiáng)度工程機(jī)械用鋼板主要應(yīng)用在混凝土泵車的臂架、汽車起重機(jī)的伸縮起重臂及履帶式起重機(jī)的拉板等位置；在建筑用鋼領(lǐng)域，歐洲和美國(guó)已將超高強(qiáng)度鋼納入到鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，歐洲的建筑結(jié)構(gòu)用超高強(qiáng)度鋼材規(guī)范也對(duì)超高強(qiáng)度鋼進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。大量的使用超高強(qiáng)度鋼能夠減小構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)重量,相應(yīng)地減少焊接工作量和焊接材料用量,減少各種涂層(防銹、防火等)的用量及其施工工作量，降低鋼結(jié)構(gòu)的成本。另外，超高強(qiáng)度鋼材鋼結(jié)構(gòu)能夠降低鋼材用量,從而大大減少對(duì)鐵礦石資源和能源的消耗，減少對(duì)環(huán)境的破壞,對(duì)于實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、改變高資源消耗的傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展模式，建立環(huán)境友好型國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系有極大的促進(jìn)作用。隨著超高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用和推廣，對(duì)相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的焊接材料的需求也越來越迫切。隨著技術(shù)的進(jìn)步和鋼鐵材料的不斷更新，人們對(duì)各種微合金在鋼鐵材料中的作用理解的越來越透徹。根據(jù)微合金的作用 原理開發(fā)了該超高強(qiáng)度級(jí)別的焊絲，其熔敷金屬不但具有很高的強(qiáng)度，而且-40℃低溫沖擊韌性也非常良好。通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)和專利的檢索可發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的已經(jīng)發(fā)布的發(fā)明和文獻(xiàn)中所涉及的焊絲其強(qiáng)度普遍比本發(fā)明中的焊絲熔敷金屬?gòu)?qiáng)度低,未達(dá)到本專利技術(shù)方案所達(dá)到的960MPa級(jí)別,而且在焊絲中采用Ca微合金化的做法尚未見報(bào)道.而本發(fā)明技術(shù)方案的特點(diǎn)為熔敷金屬屈服強(qiáng)度可達(dá)960MPa，焊絲采用了多種微合金化元素，尤其是Ca的微合金化，在保證焊絲熔敷金屬高強(qiáng)度的同時(shí)很大程度上提高了焊絲熔敷金屬的韌性；另外，本發(fā)明中的焊絲采用金屬粉型藥芯焊絲形式，由于高強(qiáng)實(shí)心焊絲一般具有較高的拉拔難度,而采用金屬粉型的焊絲這種形式可大大降低焊絲的制造難度.技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種具有焊接電弧穩(wěn)定、飛濺小等優(yōu)良焊接工藝性的960MPa級(jí)的金屬粉型藥芯氣保焊絲，該焊絲適用于960MPa級(jí)別的超高強(qiáng)度工程機(jī)械用鋼和建筑用鋼等的焊接。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種960MPa級(jí)高強(qiáng)度金屬粉型藥芯氣保焊絲，其特征在于，焊絲的填充率為16％-20％，相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，各組分按重量百分比計(jì)如下：0.06％-0.12％的C，0.8％-1.3％的Si，1.8％-2.5％的Mn，0.5％-1.0％的Ni，0.4％-1.0％的Cr，0.2％-0.6％的Mo，0.01％-0.05％的V，0.15％-0.4％的Ti，0.01％-0.02％的B，0.1％-0.4％的Cu， 0.02％-0.04％的Ca，0.01％以下的S，0.01％以下的P；余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明所述的高強(qiáng)度金屬粉型藥芯氣保焊絲的成分設(shè)計(jì)的原理如下：C：在焊縫中會(huì)間隙固溶于鐵素體中；C元素含量對(duì)焊縫的強(qiáng)韌性及其組織組成有較大的影響，其強(qiáng)化效果很明顯，能夠明顯提高焊縫強(qiáng)度，抑制先共析鐵素體的產(chǎn)生，促進(jìn)針狀鐵素體的形成；但它將大大降低沖擊韌性及提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，從而使焊縫韌性大為降低。所以在高強(qiáng)鋼焊接時(shí)一般采用低碳設(shè)計(jì)。另外碳含量的提高將對(duì)焊絲的焊接工藝性能不利，主要表現(xiàn)在焊接飛濺及焊接煙塵的增大，因此，本發(fā)明中0.06％-0.12％。Si：有脫氧及強(qiáng)化焊縫基體強(qiáng)度的作用。可以提高焊縫金屬的淬透性，抑制先共析鐵素體的產(chǎn)生，促進(jìn)針狀鐵素體的形成；但Si含量過高會(huì)使塑性和韌性下降,，因此，本發(fā)明中Si0.8％-1.3％。Mn：是焊縫強(qiáng)韌化的有效元素，在焊縫中有利于脫氧，防止引起熱裂紋的鐵硫化物的形成；可以提高焊縫金屬的淬透性，抑制先共析鐵素體的產(chǎn)生，促進(jìn)針狀鐵素體的形成。能提高鋼的強(qiáng)度，消弱或消除硫的不良影響，因此，本發(fā)明中Mn1.8％-2.5％。Ni：是一種常用的獲得優(yōu)良低溫韌性的元素。它可提高淬透性，促進(jìn)針狀鐵素體的形成，能提高焊縫的強(qiáng)度和韌性，尤其中低溫沖擊韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，因此，本發(fā)明中Ni0.5％-1.0％。Cr：有利于提高針狀鐵素體的含量，減少先共析鐵素體，細(xì)化鐵 素體晶粒，還可以和碳形成彌散分布的碳化物，從而提高焊縫強(qiáng)度韌性，因此，本發(fā)明中Cr0.4％-1.0％。Mo：是獲得高強(qiáng)度焊縫金屬的主要元素；它作為一種高熔點(diǎn)物質(zhì)，有良好的細(xì)化晶粒作用，且在提高強(qiáng)度的同時(shí)對(duì)塑韌性損傷不大?？擅黠@的提高鋼的淬透性，防止回火脆性，因此，本發(fā)明中Mo0.2％-0.6％。V：能細(xì)化鋼的晶粒組織，提高鋼的強(qiáng)度和韌性.當(dāng)它在高溫溶入奧氏體時(shí)，可增加鋼的淬透性；反之，當(dāng)它以碳化物形態(tài)存在時(shí)，就會(huì)降低它的淬透性，因此，本發(fā)明中V0.01％-0.05％。Ti：是一種微合金強(qiáng)化元素；Ti與C、N親合力較強(qiáng)，易于形成沉淀相而成為形核質(zhì)點(diǎn)及晶界的釘扎質(zhì)點(diǎn)達(dá)到細(xì)化鋼的晶粒組織的效果，從而提高焊縫的強(qiáng)度和韌性。Ti還與S有較強(qiáng)親合力，達(dá)到球化非金屬夾雜及改善性能不均勻目的，因此，本發(fā)明中Ti0.15％-0.4％。B：在焊縫中聯(lián)合加入Ti、B可以抑制先共析鐵素體的轉(zhuǎn)變，而擴(kuò)大針狀鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間，進(jìn)而在焊縫中可獲得大量的針狀鐵素體，大大改善焊縫金屬的強(qiáng)韌性匹配，因此，本發(fā)明中B0.01％-0.02％。Cu：以固溶強(qiáng)化方式提高焊縫強(qiáng)度，并降低針狀鐵素體起始轉(zhuǎn)變溫度，提高針狀鐵素體含量，從而改善焊縫的強(qiáng)度和韌性，因此，本發(fā)明中Cu0.1％-0.4％。Ca：焊絲中含有適量的Ca可以阻止第二相粒子TiN、TiC等的 長(zhǎng)大，從而使焊縫中析出更多彌散分布的細(xì)小第二相粒子TiN、TiC等，可以很大程度上改善焊縫的韌性，因此，本發(fā)明中Ca0.02％-0.04％。S和P：為有害元素，控制其含量以提高焊縫純凈度和焊接性能。S和P極易偏析；易于在晶粒間形成非金屬夾雜及第二相質(zhì)點(diǎn)。能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，在焊絲中應(yīng)嚴(yán)格控制S、P的含量，因此，本發(fā)明中，0.01％以下的S，0.01％以下的P。根據(jù)以上各合金元素的作用特點(diǎn)，經(jīng)多次試驗(yàn)摸索，形成了本發(fā)明中的技術(shù)方案。最終獲得一種屈服強(qiáng)度達(dá)到960MPa的金屬粉型藥芯氣保焊絲，熔敷金屬?gòu)?qiáng)韌性匹配良好，焊接工藝性良好。本發(fā)明的有益效果在于，技術(shù)方案采用多種微合金化技術(shù)，尤其是采用Ca微合金化，可以在保證焊縫金屬具有較高強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的低溫韌性，焊縫金屬的強(qiáng)韌匹配性良好。另外該焊絲在焊接過程中電弧穩(wěn)定，焊接煙塵較少，熔敷效率高，具有良好的焊接工藝性，能夠很好的滿足Q960強(qiáng)度級(jí)別鋼板的焊接。另外，本發(fā)明中的技術(shù)方案采用金屬粉型藥芯焊絲型式，可大大降低焊絲的拉拔難度。具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明實(shí)施例成分見表1。焊接試驗(yàn)采用80％Ar+20％CO2進(jìn)行保護(hù)，本發(fā)明實(shí)施例的熔敷金屬力學(xué)性能見表2。表1本發(fā)明實(shí)施例成分(wt％)實(shí)施例12345C0.070.100.110.090.08Si0.850.910.821.011.11Mn1.852.031.832.312.12Ni0.720.900.520.930.67Cr0.500.800.410.840.68Mo0.400.500.220.520.37V0.0200.0400.0150.0380.029Ti0.200.300.160.280.36B0.0150.0120.0120.0190.018Cu0.200.300.130.370.27Ca0.0250.0300.0220.0280.035S0.0080.0070.0070.0060.008P0.0070.0090.0070.0080.004表2本發(fā)明實(shí)施例的熔敷金屬力學(xué)性能通過表2的數(shù)據(jù)可知，應(yīng)用本發(fā)明可使得焊絲的屈服強(qiáng)度不低于960MPa，抗拉強(qiáng)度不低于1050MPa，延伸率不低于14％，-40℃焊縫的沖擊韌性不低于60J，焊絲熔敷金屬的強(qiáng)韌匹配良好。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3