本发明专利技术提供一种高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝，焊丝钢的成分按重量百分比计如下：C：0.03％-0.11％；Mn：0.70％-1.50％；Si：0.25％-0.90％；Ni：0.55％-1.40％；Cu：0.15％-0.45％；Ti：0.05％-0.18％；S≤0.015％；P≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。本发明专利技术焊丝用于550MPa强度级别钢种的焊接，焊丝钢冶炼工艺稳定、易于实施，满足焊接高强度高韧性高耐候性焊接技术要求。具有优良的焊接工艺性能，焊接电弧稳定，飞溅小，无气孔、成型美观，适用于全位置焊接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料领域，尤其涉及焊接高强度且具有高韧性和高耐候性能要求的钢种的气体保护焊丝。
技术介绍
气体保护焊接方法由于具有焊接成本低、节能、生产效率高、焊接工艺性好、便于实现自动化、焊缝质量好等优点而被广泛应用于车辆船舶、铁路桥梁、工程机械以及压力容器等重要结构件的生产制造。近年来，随着冶炼技术的不断发展，以及控轧、控冷和微合金化元素的应用，钢材的性能正向高强度、高韧性及高耐候性的方向发展，以降低材料消耗，减轻结构重量，提高结构性能、安全性及使用寿命。这些高强韧性耐候钢的生产满足了铁路提速减重以及跨海大桥、军工舰船、石油管线等要求的高耐候性、高强度及高韧性，但是钢材性能提高的同时，将对其焊接性能提出更高的要求，钢板焊接接头必须具有与母材相当的强韧性及耐候性能，这就对焊接接头，进而对焊接材料提出更高的要求。现有的焊接材料中能够保证焊缝金属的抗拉强度达到550MPa，-40℃下标准冲击功超过60J，且具有良好的韧性及耐候性的气体保护焊丝并不多，《高强度高韧性高耐候气保焊焊丝》(CN1593836)公开的焊丝，其基本化学成分组成为(重量比)：C:0.04-0.12；Si:0.40-0.80；Mn:1.40-2.0；P≤0.020；S≤0.015；Ni:0.40-1.0；Cr:0.20-0.50；Ti:0.06-0.20；Cu:0.30-0.50；B:0.002-0.0079；A1s≤0.02，余量为Fe及其它不可避免的夹杂。其焊缝金属具有较好的韧性，并具有一定的耐候性，但其只适用于强度高于700MPa钢的焊接。《一种600MPa级气体保护焊丝》(CN101020279A)，公开的焊丝其基本化学成分组成为(重量比)：C：0.05-0.12；Si：0.40-0.80；Mn：1.60-2.10；Cr：0.15-0.50；Cu：0.10-0.40；Ti：0.08-0.15,S≤0.015；P≤0.020，余为Fe及不可避免的杂质。其熔敷金属的抗拉强度大于600MPa，且具有良好的韧性和塑性，但是其不具有耐候性。《低合金高强钢用高韧性气体保护焊丝》(CN1358607A)，公开的焊丝其基本化学成分组成为(重量比)：C：0.05-0.12；Mn：1.20-2.00；Ni：0.60-1.60；Si：0.30-1.20；Cu：0.10-0.50；Cr：0.10-0.60；Ti：0.10-0.20；B：0.002-0.010；S≤0.10；P≤0.20，余量为Fe及不可避免的杂质元素。具有一定的耐候性能，但是只适用于强度高于700MPa钢的焊接。《超低碳高强度气体保护焊丝材料》(CN1413795A)，公开的焊丝其基本化学成分组成为(重量比)：C：0.01-0.05；Mn：1.00-3.00；Si：0.1-1.0；Ni：2.0-6.0；Mo：0.2-2.5；Ti：0.0l-0.08；B：0.0002-0.008；RE：0.0l-0.5；S≤；P≤0.01；余量为Fe及其它不可避免的杂质。焊丝材料主要是为了实现施焊后焊缝处金属冷裂纹的敏感性小、焊缝处金属与母材性能结果相近的目的，但未能解决高级别耐候系列结构钢种的相匹配的焊接材料耐大气腐蚀的问题。《一种用于高速列车转向架的耐候气体保护焊丝》(CN102441745A)，公开的焊丝其基本化学成分组成为(重量比)：C：0.02-0.08、Mn：0.80-1.20、Si：0.20-0.60、Ni：0.60-1.00、Cu：0.20-0.50、Cr≤0.20、Ti≤0.08、S≤0.015、P≤0.015，耐候气体保护焊丝可采用真空感应炉冶炼生产，亦可采用电炉加炉外精炼方法冶炼生产，只要焊丝最终的化学成分能满足以上
技术实现思路
的要求即可；此外，焊丝的整个冶炼生产过程及加工过程与普通的气体保护焊用焊丝没有差异。是一种专门使用于CRH3动车组转向架构架焊接的耐候气体保护焊丝，解决现有技术中高速列车转向架的耐候气体保护焊丝一直依赖于进口，成本较高等问题，该焊丝具有一定的耐候性，但只适用于强度低于500MPa钢的焊接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种焊接性能稳定、飞溅小、无气孔、焊缝处金属抗拉强度超过550MPa，-40℃下标准冲击功超过60J，适用于550MPa强度级别耐候系列结构钢种焊接的高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝。一种高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝，该焊丝的成分按重量百分比计如下：C：0.03％-0.11％；Mn：0.70％-1.50％；Si：0.25％-0.90％；Ni：0.55％-1.40％；Cu：0.15％-0.45％；Ti：0.05％-0.18％；S≤0.015％；P≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。构成上述的高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝的表面有镀铜层，镀铜层中Cu含量占焊丝总重量的0.05％-0.25％。本专利技术的实施是通过混合气体(80％Ar+20％CO2)保护进行焊接。本专利技术焊丝化学成分设计依据如下：C：是保证焊缝强度的重要元素，但也是焊缝致脆元素，C含量过高会降低焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，所以要严格控制焊丝中的C含量，因此，在本专利技术中将C控制在0.03％-0.11％。Si、Mn：在焊接时起脱氧与强化焊缝作用，Si、Mn通过脱氧反应形成氧化物夹杂或氧硫复合物夹杂，防止引起热裂纹的铁硫化物的形成，适当的Si、Mn含量可使焊丝具有优良的焊接工艺性能，因此，在本专利技术中将Si、Mn控制在Si：0.25％-0.90％，Mn：0.70％-1.50％。Ni：焊丝中的Ni有利于提高焊缝金属的低温冲击韧性，降低脆性转变温度，但Ni含量太高不仅会使焊缝与母材性能差别加大，也将增加焊丝成本，因此，在本专利技术中将Ni控制在0.55％-1.40％。Cu：适量的Cu能提高焊缝强韧性及耐大气腐蚀性能，Cu含量小于0.5％时，以固溶强化方式提高焊缝强度，并提高针状铁素体含量，当Cu含量大于0.5％时，以析出方式强化焊缝，但对焊缝韧性不利，因此，在本专利技术中将Cu控制在0.15％-0.45％。Ti：焊缝中加入Ti可限制先共析铁素体的转变，而扩大针状铁素体转变的区域，从而在焊缝中可稳定获得大量的针状铁素体，焊丝中加入Ti还可以细化焊缝金属组织，Ti与N具有极高的亲和力，Ti与N结合成TiN质点，作为晶核，促使焊缝中针状铁素体的形成，另外钛还能够改善焊丝的焊接性能，因此，在本专利技术中，将Ti控制在Ti：0.05％-0.18％。该气体保护焊用高强度高韧性耐候焊丝，可采用真空感应炉冶炼生产，亦可采用电炉加炉外精炼方法冶炼生产，只要焊丝最终的化学成分能满足以上
技术实现思路
的要求即可；此外，焊丝的整个冶炼生产过程及加工过程与普通的气体保护焊用焊丝没有差异。本专利技术的有益效果在于：1、本焊丝钢冶炼工艺稳定、易于实施，钢坯的轧制及焊丝拉拨、镀铜等性能优良，满足焊接高强度高韧性高耐候性工程机械、海洋舰船、石油管线、铁路桥梁、高层建筑以及高压容器等系列钢种的焊接技术要求。2、本专利技术焊丝用于550MPa强度级别钢种的焊接，采用富氩混合气体(80％Ar+20％CO2)保护时，熔敷金属屈服强度ReL≥450MPa，抗拉强度Rm≥550MPa，延伸率A≥25％，-40本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝，其特征在于，焊丝钢的成分按重量百分比计如下：C：0.03％‑0.11％；Mn：0.70％‑1.50％；Si：0.25％‑0.90％；Ni：0.55％‑1.40％；Cu：0.15％‑0.45％；Ti：0.05％‑0.18％；S≤0.015％；P≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种高强度高韧性耐候钢用气体保护焊丝，其特征在于，焊丝钢的成分按重量百分比计如下：C：0.03％-0.11％；Mn：0.70％-1.50％；Si：0.25％-...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏世同，刘仁东，吕冬，林利，陆晓锋，徐荣杰，丁庶炜，徐鑫，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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