一种600MPa级耐火耐候钢焊条及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种600MPa级耐火耐候钢焊条，包括焊芯和药皮，焊芯的成分及其在焊芯中所占的质量百分比含量如下：C:0.04～0.09％，Mn:0.5～1.0％，Si:≤0.4％，S:≤0.005％，P:≤0.005％，Mo:0.45～0.65％，Cr:≤0.2％,Ni:≤0.3％,Cu:≤0.5％,Sn:≤0.005％,Sb:≤0.005％，Fe：≤96.5％，余量为不可避免的杂质。本600MPa级耐火耐候钢焊条具有良好的全位置焊接工艺性能、焊缝美观、抗裂抗腐蚀性能优良，熔敷金属扩散氢含量达到超低氢水平。

【技术实现步骤摘要】
一种600MPa级耐火耐候钢焊条及制备方法
本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种600MPa级耐火耐候钢焊条。
技术介绍
WGJ510C2钢是国内自主研发的一种高性能耐火耐候建筑钢，是武汉钢铁集团公司针对美国911事件发生时，在钢材领域暴露出的耐火性严重不足而造成大量人员死亡而研发的钢材，该钢具有优良的综合力学性能，在600℃下屈服强度均高于其室温下屈服强度的2/3；耐火性指标远高于建筑结构用钢耐火安全性的强度指标，该钢具有优良的耐火性能；其耐候性能也远远优于建筑用钢Q235和Q345。WGJ510C2钢广泛用于耐候建筑等工程，因此要求与其配套的焊材具有良好的力学性能，防止因焊缝性能不稳定给耐候建筑带来安全隐患。然而，现有WGJ510C2钢配套的焊条存在工艺性能与力学性能不理想等问题。因此，需要设计一种能满足WGJ510C2钢焊接要求的焊条，全位置焊接工艺性能好、焊缝美观、力学性能优良、熔敷金属扩散氢含量达到超低氢水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有WGJ510C2钢配套焊条工艺及力学性能不理想的问题。本专利技术的技术方案是提供了一种600MPa级耐火耐候钢焊条，包括焊芯和药皮，焊芯的成分及其在焊芯中所占的质量百分比含量如下C:0.04～0.09％，Mn:0.5～1.0％，Si:≤0.4％，S:≤0.005％，P:≤0.005％，Mo:0.45～0.65％，Cr:≤0.2％,Ni:≤0.3％,Cu:≤0.5％,Sn:≤0.005％,Sb:≤0.005％，铁≤96.5％，余量为不可避免杂质。作为一种实施方式，药皮的成分及其在药皮中所占的质量百分比含量如下：大理石15～25％，碳酸锶5～15％，萤石20～30％，硅微粉4～5％，45#雾化硅铁3～4％，金属锰3～4％，纯碱0.5～1％，铬铁15～18％,钒铁0.55～1.0％,海藻酸钠0.5～1.0％，氧化铈0.5～1.0％，陶瓷级钛白粉0.5～1％，羧甲基纤维素1～1.5％，余量为铁粉。本专利技术的600MPa级耐火耐候钢焊条中焊芯的组份设计原则如下：C是固溶强化元素，能提高焊缝金属的强度，对焊缝金属的韧性影响较大，当C元素的含量较低时，能有效提高焊缝金属的韧性；当C元素较高时，焊缝金属裂纹倾向增加，本专利技术将焊芯中C含量控制在0.04～0.09％。Mn是主要脱氧剂,降低焊缝金属的含氧量，增加焊缝金属强度和抗裂性，提高低温冲击韧性，调节铁水流动性，但随着Mn的升高，会因偏析引起组织中的硬相，因此，本专利技术将焊芯中Mn含量控制在0.5～1.0％。Si是主要脱氧剂，与Mn联合脱氧效果更佳，降低焊缝金属的氧含量，提高低温冲击韧性，调节铁水的流动性，但是Si加入量过多时铁水变粘，焊缝强度过高，低温冲击韧性降低，因此，本专利技术将焊芯中Si含量限定在≤0.4％。S、P是杂质元素，降低焊缝金属的低温冲击韧性，S与Fe等元素形成硫化物夹杂物；P的偏析作用很强，引起焊缝金属不均匀，尤其是冷脆性增加，因此，本专利技术尽量降低S、P含量，S含量限定在≤0.005％、P含量限定在≤0.005％。Mo是提高热强性的最重要的合金元素之一，本专利技术中将焊芯中Mo含量控制在0.45～0.65％。而本专利技术的600MPa级耐火耐候钢焊条中药皮的组分设计原则如下：氧化铈主要成分CeO2，因与S、P等杂质元素亲和力高，主要起脱S,脱P的作用，净化焊缝，降低焊缝杂质含量，提高焊缝低温性能及耐腐蚀性能，而由于氧化铈较贵重，本专利技术中将含量控制在0.5～1.0％。陶瓷级钛白粉主要成分TiO2，起稳定电弧，改善焊条压涂表面光洁度，颜色的作用，适量的加入可以平衡焊渣的酸碱度，因此，本专利技术中将含量控制在0.5～1.0％。加入羧甲基纤维素、纯碱主要起增加粉料流动性、塑性的作用，从而改善焊条压涂性能，其羧甲基纤维素含量一般控制在1～1.5％，纯碱含量一般控制在0.5～1.0％。海藻酸钠起改善粉料流动性，提高水玻璃粘合效果的作用，从而改善焊条的压涂性能，含量一般控制在0.5～1.0％。大理石主要成分CaCO3，高温分解为CaO、CO2，主要起造渣、造气的作用，含量过少起不到保护作用，含量过多会造成焊条飞溅增大，因此，本专利技术中将大理石含量控制在15～25％。碳酸锶主要起造渣、造气、改善电弧稳定性的作用，适量加入可改善电弧吹力，减少电弧“喘息”，过量加入则脱渣困难，因此，本专利技术中将碳酸锶含量控制在5～15％。萤石主要成分CaF2，主要起造渣、造气、改善熔渣流动性的作用，含量过少起不到保护作用，含量过多会造成焊条熔渣流淌，成型变差，因此，本专利技术中将萤石含量控制在20～30％。硅微粉主要成分SiO2，起改善熔渣流动性、稳定电弧的作用，含量过多会造成脱渣困难，含量过少，熔渣流动性差，因此，本专利技术中将石英含量控制在4～5％。45#雾化硅铁起脱氧作用，含量过少，脱氧不足，造成冲击性能变差，含量过多，会造成强度偏高，性能变差，因此，本专利技术中将45#雾化硅铁含量控制在3～4％。金属锰起脱氧作用，与45#雾化硅铁相同原理，本专利技术中将电解锰含量控制在3～4％。铬铁起提高焊缝金属耐火耐候性的作用，适量加入，焊缝金属强度、硬度增加，耐火耐候性能提高，含量过多会降低焊缝金属塑性跟韧性，本专利技术中将铬铁含量控制在15～18％。钒铁起强脱氧作用，适量加入钒铁，其中钒跟碳形成的碳化物，可以细化焊缝金属组织晶粒，提高焊缝金属强度跟韧性，进而增强焊缝金属的耐火耐候性，本专利技术中将铬铁含量控制在0.55～1.0％。270铁粉起提高焊接熔敷效率作用，余量加入。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术提供的这种耐火耐候钢焊条其熔敷金属抗拉强度在530～690MPa、屈服强度≥345MPa、-40℃冲击值KV2均值≥47J，其扩散氢含量水银法检测≤4.0mL/100g，达到超低氢水平。2.本专利技术提供的这种耐火耐候钢焊条全位置焊接工艺性能好、焊缝美观，脱渣优良，电弧稳定，其表面光洁成白色，偏心稳定。具体实施方式在本专利技术中，所述耐火耐候钢焊条焊芯的直径优选为4.0mm,长度优选为400mm.在本专利技术中，所述耐火耐候钢焊条药皮制备原料的粒度优选为60～100目，最优选为80～100目，焊条药皮的单层厚度优选为1.2～1.25mm。本专利技术还提供了上述技术方案所述耐火耐候钢焊条的制备方案，具体包含以下步骤：1.在本专利技术中将药皮包含的各制备粉料使用V型混粉机干混,混合时间20～30min,混合均匀的粉料与粘结剂水玻璃利用本行业专业湿混混粉机均匀混合，时间30～50min，得到药皮混合料。在本专利技术中,所述水玻璃品种优选为K:Na＝3:1，水玻璃的模数优选为3.0～3.2，水玻璃的用量优选为药皮制备粉料总电量的20～25％，更优选为22％。在本专利技术中，所使用的水玻璃作为粘结剂，同时提高焊接时电弧稳定性。2.得到药皮混合料后，本专利技术将所述药皮混合料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种600MPa级耐火耐候钢焊条，包括焊芯和药皮，其特征在于，所述焊芯的成分及其在焊芯中所占的质量百分比含量包括：C:0.04～0.09％，Mn:0.5～1.0％，Si:≤0.4％，S:≤0.005％，P:≤0.005％，Mo:0.45～0.65％，Cr:≤0.2％,Ni:≤0.3％,Cu:≤0.5％,Sn:≤0.005％,Sb:≤0.005％，铁≤96.5％，余量为不可避免杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种600MPa级耐火耐候钢焊条，包括焊芯和药皮，其特征在于，所述焊芯的成分及其在焊芯中所占的质量百分比含量包括：C:0.04～0.09％，Mn:0.5～1.0％，Si:≤0.4％，S:≤0.005％，P:≤0.005％，Mo:0.45～0.65％，Cr:≤0.2％,Ni:≤0.3％,Cu:≤0.5％,Sn:≤0.005％,Sb:≤0.005％，铁≤96.5％，余量为不可避免杂质。


2.如权利要求1所述的600MPa级耐火耐候钢焊条，其特征在于，所述药皮的成分及其在药皮中所占的质量百分比含量包括：大理石15～25％，碳酸锶5～15％，萤石20～30％，硅微粉4～5％，45#雾化硅铁3～4％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树新，宋成，
申请(专利权)人：昂科万德武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42