一种1500Mpa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝制造技术

一种1500Mpa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝，属于材料加工中的焊接材料领域。本发明专利技术采取的技术方案是：为保证焊接合金同时有一定的硬度，采用铬的碳化物来作为硬质相骨架；为提高焊接合金的韧性和抗裂性，加入锰和镍，使合金基体为铁素体和奥氏体；为提高强度，加入优化过比例的钛、铌、钼，稀土元素等，使堆焊合金组织晶粒细化，净化晶界，脱硫、脱磷等。焊接抗拉强度大于1500MPa。

Welding flux cored wire for 1500Mpa grade ultra high strength alloy steel

The invention relates to a 1500Mpa super-high strength alloy steel welding flux-cored wire, belonging to the welding material field in material processing. The technical scheme adopted by the invention is: to ensure that the welding alloy has certain hardness at the same time, chromium carbide is used as the hard phase skeleton; to improve the toughness and crack resistance of the welding alloy, manganese and nickel are added to make the alloy matrix ferrite and austenite; and to improve the strength, the optimized proportion of titanium, niobium and molybdenum is added. Rare earth elements, etc., make the grain of the hardfacing alloy grain refined, purifying the grain boundary, desulphurization and dephosphorization. The tensile strength of welding is greater than 1500MPa.

【技术实现步骤摘要】
一种1500Mpa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝
本专利技术属于材料加工中的焊接材料领域，涉及一种用于焊接抗拉强度大1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，主要应用于建筑、机械制造领域。
技术介绍
超高强度钢与普通结构钢的强度界限目前尚无统一规定，习惯上将室温抗拉强度超过1400MPa、屈服强度大于1200MPa的钢称为超高强度钢。超高强度钢除了要求其高的抗拉强度外，还要求具有一定塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能以及价格低廉等。超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，大量应用对强度有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它工业装备上。与此同时，与之相对应的超高强度焊接材料发展严重滞后，限制了超高强度钢的发展应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于焊接抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝.为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：为保证焊接合金同时有一定的硬度，采用铬的碳化物来作为硬质相骨架；为提高焊接合金的韧性和抗裂性，加入锰和镍，使合金基体为铁素体和奥氏体；为提高强度，加入优化过比例的钛、铌、钼，稀土元素等，使堆焊合金组织晶粒细化，净化晶界，脱硫、脱磷等。本专利技术所提供的抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝药芯成分组分即含量如下(重量百分比)：微碳铬铁：10-20％；中碳锰铁：5-15％；钼铁：2-8％；铌铁：6-15％；钛铁：2-8％；镍粉：5-10％；氧化钇：2-8％；金红石：1-6％；氟化钙：2-6％；氧化铋：0.2-0.8％；碳酸钾：0.4-1.0％；铁粉：余量；药皮采用SPCC钢带，药芯填充率为10-26％。药芯焊丝直径1.2-1.6mm。新一步优选微碳铬铁的为FeCr69C0.03；中碳锰铁的为FeMnC1.0；钼铁为FeMo55A；铌铁为FeNb50；钛铁为FeTi40A；镍粉中镍含量99.8％，余量铁。其中，各组分成分及在药芯焊丝中的作用如下：微碳铬铁(FeCr69C0.03)：铬是一种碳化物形成元素。在焊缝金属中，它能与碳生成Cr7C3等金属化合物，而这种金属化合物具有较高的强度、硬度。当它以颗粒状弥散性分布在金属基体上时，能大大提高材料的强度、韧性、耐磨性；中碳锰铁(FeMnC1.0)：Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，Mn元素作为奥氏体化元素使焊接合金的基体中物相主要为铁素体和奥氏体，同时由于Mn的加入，焊接合金在冲击条件下还有自我硬化能力；钼铁(FeMo55A)：钼对铁素体有固溶强化作用.同时也提高碳化物的稳定性，从而提高焊接合金的强度；铌铁(FeNb50)：铌能细化晶粒，有较强的固溶强化作用，提高焊接合金的强度和冲击韧性；钛铁(FeTi40A)：钛有极强的组织晶粒作用，晶粒细化带来的晶界加密,进一步提高了抗拉强度；镍粉(镍含量99.8％，余量铁)：镍有较强的固溶强化作用，可提高焊接合金的强度和韧性；氧化钇(Y2O3)：脱氧、脱硫，减少夹杂，净化晶界及焊缝组织，细化晶粒；金红石(TiO2)：造渣剂，保护熔池；氟化钙：(CaF2)造渣剂，保护熔池；氧化铋(Bi2O3)：稳定电弧，减小飞溅；碳酸钾(K2CO3)：稳定电弧，减小飞溅。采用本专利技术上述药芯焊丝制备一种1500Mpa级高强度钢焊接用药芯焊丝，包括如下步骤：步骤1，按照上述粉芯配比药芯轧制焊丝，填充率为10-26％；得到直径1.2-1.6mm的粉芯丝材；步骤2，采用CO2气保焊进行焊接，焊接工艺参数为：电压28-32V；电流260-380A；送丝速度：410-510mm/min；气体流速：15-25L/min；焊丝伸出导电嘴的距离：19-25mm。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。本专利技术的焊丝通过以下方式实现：选用12×0.4(宽度为12mm，厚度为0.4mm)的SPCC钢带。先将其轧成U形。按照药芯配比设计配成药粉并充分混合，加粉轧制并减径成直径1.2-1.6mm的焊丝。实施例1一种1500MPa级超高强度钢焊接用药芯焊丝，包括SPCC空心焊丝和粉体药芯，所述粉体药芯的配比是：低碳铬铁10％，中碳锰铁5％，钼铁8％，铌铁15％，钛铁8％，镍粉10％，氧化钇8％，金红石6％，氟化钙6％，氧化铋0.8％，碳酸钾1％，铁粉余量，填充率为10％。焊接工艺为：电压28V；电流260A；送丝速度：410/min；气体流速：15L/min；焊丝伸出导电嘴的距离：19mm。上述工艺焊接工艺性良好，飞溅小，焊缝成型美观，表面无裂纹。熔敷金属力学性能见表1。实施例2一种1500MPa级超高强度钢焊接用药芯焊丝，包括SPCC空心焊丝和粉体药芯，所述粉体药芯的配比是：低碳铬铁20％，中碳锰铁15％，钼铁2％，铌铁6％，钛铁2％，镍粉5％，氧化钇2％，金红石1％，氟化钙2％，氧化铋0.2％，碳酸钾0.4％，铁粉余量，填充率为15％。焊接工艺为：电压32V；电流380A；送丝速度：510/min；气体流速：25L/min；焊丝伸出导电嘴的距离：25mm。上述工艺焊接工艺性良好，飞溅小，焊缝成型美观，表面无裂纹。熔敷金属力学性能见表1。实施例3一种1500MPa级超高强度钢焊接用药芯焊丝，包括SPCC空心焊丝和粉体药芯，所述粉体药芯的配比是：低碳铬铁12％，中碳锰铁8％，钼铁5％，铌铁8％，钛铁4％，镍粉6％，氧化钇4％，金红石3％，氟化钙3％，氧化铋0.5％，碳酸钾0.6％，铁粉余量，填充率为20％。焊接工艺为：电压29V；电流300A；送丝速度：450/min；气体流速：18L/min；焊丝伸出导电嘴的距离：22mm。上述工艺焊接工艺性良好，飞溅小，焊缝成型美观，表面无裂纹。熔敷金属力学性能见表1。实施例4一种1500MPa级超高强度钢焊接用药芯焊丝，包括SPCC空心焊丝和粉体药芯，所述粉体药芯的配比是：低碳铬铁18％，中碳锰铁12％，钼铁6％，铌铁12％，钛铁6％，镍粉8％，氧化钇6％，金红石5％，氟化钙5％，氧化铋0.6％，碳酸钾0.8％，铁粉余量，填充率为26％。焊接工艺为：电压30V；电流350A；送丝速度：480/min；气体流速：22L/min；焊丝伸出导电嘴的距离：24mm。上述工艺焊接工艺性良好，飞溅小，焊缝成型美观，表面无裂纹。熔敷金属力学性能见表1。表1实施例熔敷金属力学性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝药芯成分组分即含量如下(重量百分比)：微碳铬铁：10‑20％；中碳锰铁：5‑15％；钼铁：2‑8％；铌铁：6‑15％；钛铁：2‑8％；镍粉：5‑10％；氧化钇：2‑8％；金红石：1‑6％；氟化钙：2‑6％；氧化铋：0.2‑0.8％；碳酸钾：0.4‑1.0％；铁粉：余量。

【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝药芯成分组分即含量如下(重量百分比)：微碳铬铁：10-20％；中碳锰铁：5-15％；钼铁：2-8％；铌铁：6-15％；钛铁：2-8％；镍粉：5-10％；氧化钇：2-8％；金红石：1-6％；氟化钙：2-6％；氧化铋：0.2-0.8％；碳酸钾：0.4-1.0％；铁粉：余量。2.按照权利要求1所述的一种抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，药皮采用SPCC钢带，药芯填充率为10-26％。3.按照权利要求1所述的一种抗拉强度大于1500MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝直径1.2-1.6mm。4.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇，娄宇航，蒋旻，陈夷，袁欣，杨佰超，
申请(专利权)人：北京智双科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11