本发明专利技术公开了一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊盘条，包括：C：0.03~0.12，Si：≤0.09，Mn：2.30~2.55，P：≤0.012，S：≤0.005，Ni：1.05~1.65，Mo：0.20~0.38，Ti：0.11~0.24，Mg：≤0.005，Ce：≤0.05，Cr:≤0.05，Al：≤0.05，N：≤0.0065，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术还提供了一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊焊丝。本发明专利技术的焊丝化学成分简单，熔敷效率高、低温韧性优良，对焊接热输入范围有较强的适应性。接热输入范围有较强的适应性。接热输入范围有较强的适应性。
【技术实现步骤摘要】
一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊盘条及焊丝
[0001]本专利技术属于特种焊接材料领域，适用于大热输入多丝共熔池埋弧自动焊接，熔敷效率是常规单丝埋弧自动焊的2
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5倍以上，具体涉及一种可用于在100~200kJ/cm大热输入高效易焊桥梁钢Q345~Q370qEHW下的多丝埋弧焊盘条及自动焊焊丝。
技术介绍
[0002]近年，随着造船、海洋工程、超高层建筑、桥梁、管线、压力容器等制造业的迅速发展，中厚板大型构件焊接的生产规模急速扩大。而目前我国生产的常规中厚板，为了保证焊接区域的强度和韧性，只能采用小的热输入（≤50kJ/cm）进行多层多道次焊接，使得焊接生产效率很低，生产成本相对较高，已不能满足现代经济发展所要求的低成本、高效率和减量化制造的需求。在此背景下，使用中厚钢板的制造业以提高施工效率和降低成本为目的，已逐步开始应用更为高效的多丝埋弧自动焊大热输入焊接方法。大热输入焊接时，由于焊缝金属高温停留时间变长，容易导致奥氏体晶粒显著粗化，且易形成侧板条铁素体、魏氏组织和上贝氏体等非正常组织，M
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A岛数量增加且粗大，造成焊缝强度和韧性严重恶化，并容易产生裂纹等缺陷，导致其不能满足服役要求，影响构件整体的安全使用。因此，能够适应大热输入焊接的中厚钢板生产工艺技术研究和大热输入焊接材料开发备受关注。
[0003]目前桥梁领域Q345~Q370qE桥梁钢配套的埋弧焊焊丝例如H08MnE或H08Mn2E适用的焊接热输入不大于40kJ/cm，熔敷金属
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40℃低温冲击韧性通常为60~120J左右。现阶段钢结构制造企业如为提高生产效率而拿H08MnE或H08Mn2E采用大线能量焊接，随之则会出现焊缝区金属韧性的急剧下降，难以保证焊缝区金属力学性能与大热输入焊接之间的匹配问题。其原因是随着焊接线能量的增加，焊接区的冷却速度下降，焊缝金属组织容易粗化。目前国内应用在管线、船舶以及海工等领域大线能量方面的焊接材料多数从国外进口，成本昂贵。因此开发高效、性能优良的焊接材料，可具有生产效率高、绿色节能、成型美观、低污染和易于实现自动化等优点，可推动桥梁钢结构行业向高效智能化制造方向发展。
[0004]为了解决上述问题，特种焊材研究工作者在耐大热输入埋弧焊自动焊丝方面，已进行过一些有益探索。
[0005]中国专利技术专利申请CN201410728048.4公开了一种适用于60~160kJ/cm焊接热输入的“一种大热输入埋弧焊丝”，其添加0.01~0.05%的Ti形成TiN来钉扎奥氏体晶界阻止奥氏体晶粒长，另一方面通过添加Si、Mn、Ti、Al、Ce、Mg等合金元素促进高熔点Si、Mn、Ti、Al、Ce和Mg等的复合氧化物夹杂，促进针状铁素体的产生。但是在实施例中焊缝中心
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40℃低温冲击出现较低值，可能是因为在大热输入焊接过程中（大于50kJ/cm），0.01~0.05%的Ti添加量较少，因其在焊接过程中与氧的亲和力较强，烧损非常严重，0.01~0.05%的钛元素过渡到熔敷金属或焊缝金属中的含量少，晶粒细化不够。
[0006]中国专利技术专利申请CN200910046732.3公开了一种具有强度适中、高冲击韧性和耐大线能量的“一种高韧性埋弧焊丝”，该专利技术通过优化碳含量，控制硅含量的上限，采用Mn
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Ni体系来有效提高低温韧性、耐大线能量性能并具有适当的屈服强度及抗拉强度。由于该专利技术焊丝没有添加细化大热输入焊缝组织的元素Ti、Ce，在真正大热输入焊接中，晶粒细化不够。且仅靠添加Ni元素来细化铁素体相的晶粒来提高韧性，势必增加焊丝冶炼的成本。
[0007]中国专利技术专利申请CN92105621.4公开了一种“低碳微合金化埋弧焊丝”，其添加1.2~1.6%的Mn与0.2~0.4%的Mo通过固溶强化来提高焊缝的强度；添加0.02~0.08%的Ti与0.001~0.008%的B通过复合作用来改善焊缝的韧性，其中Ti还可以与自由的N结合。该专利技术虽然添加了Ti与B元素，但是Mn和Ni含量较低，即使声称可用于耐大热输入、高速焊接，但是在真正的大热输入焊接中，焊缝的力学性能尤其是接头的低温冲击韧性很难得到保证。
[0008]中国专利技术专利申请CN01135349.X公开了一种“大线能量埋弧焊接接头、该接头的制法及所用焊丝和焊剂”整套技术，大线能量埋弧焊用焊丝是由C：0.03~0.10%、N：≤0.0035%、Si：≤0.4%、Mn：1.0~2.5%，以及Ti在0.03%以上且满足Ti/N：15~50组成。上述焊丝组成还含有从Mo、Nb、B、Ni中选出的一种或2种以上且该焊接接头的焊缝金属成分还需满足0.6≤B/N≤1.2，并控制焊缝金属中的晶界铁素体生成量为10.0%面积以下。该专利技术专利技术复杂，要求较高，实施难度较大。该专利技术焊丝在150kJ/cm大热输入条件下焊接，仅给出焊缝中心0℃和
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20℃的低温冲击值的数值较低，猜测是该专利技术焊丝添加的Ti元素含量少，晶粒细化不够。
[0009]中国专利技术专利申请CN200710139338.5公开了一种“X80管线钢埋弧焊焊丝”，采用Mn
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Mo
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Ti
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B体系，其中添加1.5~1.8%的Mn来获得强度和韧性及0.3~0.4%的Mo来保证强度并促进铁素体形成，再添加0.1~0.2%的Ti确保焊缝金属的高韧性，另外添加0.004~0.008%的B保证强度和促进焊缝针状铁素体显微组织提高韧性。该专利技术焊丝适用于焊接X80管线钢，其焊缝和热影响区质量能够满足相关标准要求。若该焊丝用于大热输入焊接（大于50kJ/cm）中，焊丝中0.25~0.35%的Si按量，再加上母材和埋弧焊剂过渡的Si元素，容易造成焊缝金属Si含量较高，将会对焊缝金属的低温韧性造成影响。且该焊丝中无过渡系数较稳定的Ni元素，在大热输入焊接条件下，焊缝的力学性能尤其是接头的低温冲击韧性很难得到保证。
[0010]因此，在满足相关标准、规范等内容中对焊接接头力学性能的要求下，为提高桥梁等钢结构制造企业大型钢结构的焊接制造效率，需开发适用于Q345~Q370qE级别100~200kJ/cm焊接热输入的配套国产埋弧自动焊焊丝，是进一步提高焊接效率、降低成本、提高焊接接头力学性能和替代进口产品的重要途径。
技术实现思路
[0011]本专利技术要解决的问题是提供一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊盘条及焊丝，适用热输入范围是100~200kJ/cm，与含Fe粉碱性烧结焊剂相匹配，熔敷金属屈服强度Rp0.2/MPa：463~536MPa，抗拉强度Rm/MPa：561~619 MPa，延伸率A/% ：22~24%，
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40℃冲击吸收功Akv
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40℃/J：90.4~155J，且焊后焊道整齐，成形美观。该埋弧焊焊焊丝化学成分简单，熔敷效率高、低温韧性优良，对焊接热输入范围有较强的适应性，适本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊盘条，其特征在于，盘条的化学成分按质量百分比包括：C：0.03~0.12，Si：≤0.09，Mn：2.30~2.55，P：≤0.012，S：≤0.005，Ni：1.05~1.65，Mo：0.20~0.38，Ti：0.11~0.24，Mg：≤0.005，Ce：≤0.05，Cr: ≤0.05，Al：≤0.05，N：≤0.0065，余量为Fe和不可避免的杂质；C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Ti、Ce的含量符合0.51≤γ≤0.81，561≤θ≤618，其中，γ=（10Ti +60Ce）/（Si+2Mn）；θ=9.8
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（32+143C+4.80Mn+11.90Cr+3.42Ni+6.64Mo+0.96Ti）。2.一种可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊焊丝，其特征在于，通过拉拔如权利要求1所述的盘条而制成。3.根据权利要求2所述的可100~200kJ/cm大热输入焊接的500MPa多丝埋弧焊焊丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：王青峰，谯明亮，邱俊，胡兵，王攀峰，刘日平，肖丙政，邓伟，李伟伟，杨志瀚，文辉，彭学艺，陈洋，李伟，何江里，王秋鸣，杨啸雨，赵丽洋，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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