一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法，热轧盘条化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06～0.12%，Si：0.40～0.80%，Mn：1.50～2.00%，P≤0.020%，S≤0.020%，V：0.040～0.060%，Ti：0.050～0.090%，Cr：0.20～0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、吐丝、冷却工序。本发明专利技术利用钒、钛合金化生产高强焊接用热轧盘条，结合精轧温度、吐丝温度、冷却速度和集卷温度控制得到等轴铁素体+珠光体的微观组织，热轧盘条加工成气保焊丝，其熔敷金属抗拉强度600～700MPa，盘条成本低、性能稳定性好。

A 60 kg Hot Rolled Wire Rod for High Strength Welding Wire and Its Production Method

The invention discloses a 60 kg high strength hot-rolled wire rod for welding wire and its production method. The chemical composition and mass percentage of hot-rolled wire rod are C:0.06-0.12%, Si:0.40-0.80%, Mn:1.50-2.00%, P<0.020%, S<0.020%, V:0.040-0.060%, Ti:0.050-0.090%, Cr:0.20-0.45%, and other impurities are inevitable; the production method includes refining. Steel, continuous casting, heating, rolling, spinning and cooling processes. The invention utilizes vanadium and titanium alloying to produce hot-rolled wire rod for high strength welding, combines finishing rolling temperature, spinning temperature, cooling speed and coiling temperature control to obtain equiaxed ferrite+pearlite micro-structure, and hot-rolled wire rod is processed into gas-shielded welding wire, whose deposited metal tensile strength is 600-700 MPa, and the wire rod has low cost and good performance.

【技术实现步骤摘要】
一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法。
技术介绍
我国是世界第一焊接材料生产大国，也是使用焊材量最多的国家。随着压力容器、汽车、工程机械等各类制造业中使用的钢铁材料日益趋于高强度化，对焊接中熔敷金属的强度也提出了更高的要求，并且与之相匹配的60公斤级及以上级别的优质焊丝需求量大幅度增加，非合金钢盘条甚至低合金钢盘条已经不能完全满足需求。焊接用焊丝（申请专利号：89105436.7）和一种气体保护焊焊丝（申请专利号：95108258.2）所述焊丝采用昂贵的Ni、Mo元素；微钛硼高韧性气体保护焊丝（申请专利号：01128326.2）和低合金高强钢用高韧性气体保护焊丝（申请专利号：01133651.X）不含有Mo元素，采用B元素，虽然B元素可以提高熔敷金属的强度，但存在易生成BN和吸收率不稳定的现象，造成冶炼成本增加。GB/T3429中规定的焊接用合金钢盘条，以及GB/T8110中规定的60公斤级焊丝，均采用Mn、Si、Ni、Mo、V、Ti、B、Zr、Al、稀土等多种元素复合合金化的生产工艺，由于合金种类加入多，一方面造成炼钢加料复杂和轧钢工艺复杂，且对轧钢设备要求较高，引起工序成本的增加，另一方面多元合金化造成性能波动大，影响产品质量的稳定性。因此，开发一种成本低、性能稳定的60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法具有重要的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条及其生产方法。该专利技术在热轧状态下，能够获得有利于拉拔的等轴铁素体+珠光体，省去热处理工序，热轧盘条加工成气保焊丝，熔敷金属抗拉强度600～700MPa，且盘条生产成本低、性能稳定性好。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条，所述热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06～0.12%，Si：0.40～0.80%，Mn：1.50～2.00%，P≤0.020%，S≤0.020%，V：0.040～0.060%，Ti：0.050～0.090%，Cr：0.20～0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述热轧盘条规格为5.5～6.5mm；组织为等轴铁素体+珠光体，等轴铁素体为85～90%，珠光体为10～15%，晶粒度为8.5～9.0级。本专利技术所述热轧盘条抗拉强度：550～650MPa，面缩率≥70%，热轧盘条加工成气保焊丝，熔敷金属抗拉强度：600～700MPa。本专利技术还提供了一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、吐丝、冷却工序；所述轧制工序，精轧开始温度为885～915℃，精轧结束温度为1020～1050℃；所述吐丝工序，吐丝温度为830～860℃；所述冷却工序，采用缓冷的冷却方式冷却，冷却速度控制在≤0.80℃/s，集卷。本专利技术所述炼钢工序，用铁水或半钢冶炼，半钢[S]≤0.040%，铁水[S]＞0.040%时进行脱硫至[S]≤0.040%；控制冶炼终点C：0.04～0.05%、P≤0.010%、S≤0.025%、其余为Fe；钢包中加入脱氧剂硅铝钡1.0～2.0kg/t钢脱氧，加入低碳锰铁21～28.1kg/t钢、低碳硅铁6.3～12.6kg/t钢、低碳铬铁3.2～7.1kg/t钢、80钒铁0.55～0.83kg/t钢；出钢完毕后钢水送LF炉进行精炼，使用硅铁粉脱氧，[O]含量≤20ppm，禁止加含铝脱氧剂，按50%吸收率加入钛铁。本专利技术所述连铸工序，连铸拉速1.70～1.80m/min，铸成连铸坯。本专利技术所述加热工序，钢坯在加热炉中加热至钢坯温度1020～1060℃后出炉，高压水除鳞装置去除钢坯表面氧化铁皮。本专利技术所述轧制工序，粗轧开始温度为1000～1040℃。本专利技术所述冷却工序，集卷后采用在线保温方式进行控温冷却，冷却速度为≤0.12℃/s，冷却至≤120℃，包装入库。本专利技术化学成分的作用：Si、Mn是焊缝中不可缺少的合金元素，使焊缝金属充分脱氧，还可通过固溶强化提高焊缝的抗拉强度。Cr元素可以提高焊缝的高温强度、淬硬性、耐腐蚀性能。V元素能与C以及钢中的N结合形成碳氮化物，可以起到析出强化、细晶强化的作用，提高强度和韧性，同时钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力，降低焊接过程中的“氢致裂纹”缺陷，并且加入钒元素可以提高焊缝在耐气-盐-水腐蚀的性能；焊缝的强韧化机制包括焊缝的固溶强化和变质处理，合金元素V兼有这两种作用。合金元素Ti与O亲和力很大，焊缝中的Ti是以微小颗粒TiO2的形式弥散分布于焊缝中，可以促进焊缝金属晶粒细化，同时，这些小颗粒的TiO2还可以作为针状铁素体的形核质点，在奥氏体向铁素体转变阶段促进形成均匀的针状铁素体，Ti与N结合也有上述作用。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术成分设计调整了C、Si、Mn、Cr元素的含量配比，同时加入V、Ti合金元素，利用钒、钛合金化生产高强焊接用热轧盘条，从而改善了焊缝组织，提高了焊缝韧性。2、本专利技术通过控制精轧温度、吐丝温度、冷却速度和集卷温度来控制碳氮化物的析出、奥氏体的再结晶及奥氏体的变形状态，得到等轴铁素体+珠光体的微观组织。3、本专利技术所述热轧盘条抗拉强度：550～650MPa，面缩率≥70%，热轧盘条加工成气保焊丝，熔敷金属抗拉强度：600～700MPa；且盘条生产成本低、性能稳定性好。附图说明图1为实施例160公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图2为实施例260公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图3为实施例360公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图4为实施例460公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图5为实施例560公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图6为实施例660公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图7为实施例760公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图8为实施例860公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图；图9为实施例960公斤级高强焊丝用热轧盘条金相组织图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例60公斤级高强焊丝用热轧盘条规格为5.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例60公斤级高强焊丝用热轧盘条的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、吐丝、冷却工序，具体工艺步骤如下所述：（1）炼钢工序：采用半钢冶炼，半钢[S]：0.038%；控制冶炼终点C：0.04%、P：0.008%、S：0.020%、其余为Fe；钢包中加入脱氧剂硅铝钡1.2kg/t钢脱氧，加入低碳锰铁28.1kg/t钢、低碳硅铁12.5kg/t钢、低碳铬铁7.1kg/t钢、80钒铁0.83kg/t钢；出钢完毕后钢水送LF炉进行精炼，使用硅铁粉脱氧，[O]含量15ppm，禁止加含铝脱氧剂，按50%吸收率加入钛铁；（2）连铸工序：拉速1.70m/min，浇注成连铸坯；（3）加热工序：钢坯在加热炉中加热至钢坯温度为1020℃后出炉，高压水除鳞去除钢坯表面氧化铁皮；（4）轧制工序：粗轧开始温度为1000℃；精轧开始温度为885℃，精轧结束温度为1020本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06～0.12%，Si：0.40～0.80%，Mn：1.50～2.00%，P≤0.020%，S≤0.020%，V：0.040～0.060%，Ti：0.050～0.090%，Cr：0.20～0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06～0.12%，Si：0.40～0.80%，Mn：1.50～2.00%，P≤0.020%，S≤0.020%，V：0.040～0.060%，Ti：0.050～0.090%，Cr：0.20～0.45%，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条规格为5.5～6.5mm；组织为等轴铁素体+珠光体，等轴铁素体为85～90%，珠光体为10～15%，晶粒度为8.5～9.0级。3.根据权利要求1所述的一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条抗拉强度：550～650MPa，面缩率≥70%，热轧盘条加工成气保焊丝，熔敷金属抗拉强度：600～700MPa。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、吐丝、冷却工序；所述轧制工序，精轧开始温度为885～915℃，精轧结束温度为1020～1050℃；所述吐丝工序，吐丝温度为830～860℃；所述冷却工序，采用缓冷的冷却方式冷却，冷却速度控制在≤0.80℃/s，集卷。5.根据权利要求4所述的一种60公斤级高强焊丝用热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，用铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾元海，张俊粉，王琪，张春雷，汪青山，陈文勇，孔超，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13