【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料，尤其涉及一种铝硅镀层热成形钢用焊丝及焊接方法。
技术介绍
1、铝硅镀层热成形钢是一种低合金钢，具有合金成分含量低，淬透性好。钢板经过850℃～950℃加热后，经过水冷模具压淬后获得马氏体组织，从而获得高强度。其强度可根据合金成分含量不同，或热处理方式不同，强度可以在1300mpa～1800mpa范围内调节。为了防止在高温下发生氧化和脱碳，会在钢板表面进行镀层处理，镀层主要是铝硅，典型成分是10％(重量百分数)si和90％的al。铝硅镀层钢热成形前，其母材显微组织为铁素体和珠光体，而热成形后，显微组织转变成马氏体组织，强度大幅度提升。同等强度要求下，采用热成形钢可以降低钢板的厚度，从而实现轻量化设计。因此，铝硅镀层热成形钢应用广泛。
2、而铝硅镀层热成形钢在工业中应用一般是先进行焊接，然后再进行热冲压成形。由于镀层的存在，在焊接过程中镀层金属发生熔化，在马兰戈尼对流作用下镀层中的金属进入熔池，形成大面积的铁素体组织，造成焊接接头强度下降，塑性变差。
3、现有的技术中，通常采用激光消融技术和设计焊丝成分的方法解决镀层对焊缝强度和塑性的影响。但激光消融方法是对镀层进行烧蚀，其成本较高。现有的焊丝成分中主要是依靠焊丝中添加合金元素，获得较高含量的马氏体组织提高接头强度，而对al元素的分布和晶粒尺寸的控制方法没有进行专门的设计。实际上，在不处理镀层的条件下，铝硅镀层钢焊接过程中镀层中al、si元素进入熔池的总量(主要是al元素)是难以控制的，但恶化接头性能的主要因素是al元素进入熔池后富集，
4、在现有的铝硅镀层热成形钢焊接方法中，激光焊接中焊接过程中不能阻止镀层金属进入熔池，造成接头性能恶化。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种铝硅镀层热成形钢用焊丝及焊接方法，用以解决现有方法中铝硅镀层热成形钢焊缝处强度低、塑性差、焊接稳定性差等问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，按照质量百分比，所述的焊丝化学组成包括c0.02～0.2％、si0.2～1.5％、mn0.8～2.0％、ni2.5～6.0％、cr0.2～0.6％、mo0.5～1.5％、ti≤0.05％、s≤0.005％、p≤0.02％、ce0.01～0.04％，余量为fe和不可避免的杂质；
3、其中，ni当量＝ni+30c+0.5mn为3.5～14％，cr当量＝cr+mo+1.5si为1.0～4.35％。
4、进一步的，所述的焊丝的直径为0.8～1.6mm。
5、进一步的，所述的铝硅镀层热成形钢中的单面镀层厚度为30～40μm。
6、第二方面，本专利技术提供了一种利用上述的焊丝焊接铝硅镀层热成形钢的方法，包括如下步骤：
7、(1)首先将待焊接钢板表面杂质去除，采用激光填丝焊接，同时采用焊机对焊丝进行加热，形成焊接接头；
8、(2)将焊接后钢板保温处理，再进行水冷淬火处理，得到铝硅镀层热成形钢。
9、进一步的，步骤(1)中，采用丙酮去除待焊接钢板表面的杂质。
10、进一步的，步骤(1)中，激光填丝焊接采用光纤激光器进行焊接，光斑直径0.2～0.6mm，离焦量-10～0mm，激光功率为1500～6000w，焊接速度为1.0～5.4m/min，送丝速度范围在1.0～6.0m/min，保护气为纯氩或含有0～2.5％的氧化性气体与ar的混合气体。
11、进一步的，步骤(1)中，焊接采用对接方式进行焊接，焊接时对接坡口采用“i”型坡口，对接间隙为0～0.3mm。
12、进一步的，步骤(1)中，待焊钢板的厚度为0.8～4.0mm。
13、进一步的，步骤(1)中，焊机电源电流为50～150a。
14、进一步的，步骤(2)中，保温处理具体为在920～950℃下保温5min。
15、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
16、(1)本专利技术中焊丝由多种合金元素组成，其中，ni、cr、mo和ce综合作用，一方面ni元素提高焊缝金属元素的淬透性，获得高含量的马氏体组织，利用cr和mo元素与母材和焊丝中的碳含量形成高含量弥散分布碳化物析出，提高焊缝金属的强度，最后利用焊丝中的ti元素和ce元素细化焊缝中的晶粒。焊丝中通过添加少量ce元素，有效降低mns夹杂物的长径比，降低焊缝中点蚀敏感性，从而提高焊缝金属的耐腐蚀性；
17、(2)本专利技术的焊接方法中采用焊机对焊丝进行加热，能够充分利用焊丝的热量和激光热量提高熔池温度，加大al元素的蒸发，有助于减少al元素在熔池中的含量，并利用热丝对熔池的搅拌作用，大幅度降低al元素的富集，减少铁素体组织连续分布，提高了接头性能；
18、(3)本专利技术的焊丝采用特定合金元素组成，以及采用本专利技术的焊接工艺，提高了焊接过程的稳定性，调控接头焊缝区的元素分布和组织，使al元素在焊缝中均匀分布，消除了铁素体组织的存在，提高了焊缝处的强度和塑性。
19、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，按照质量百分比，所述的焊丝化学组成包括C 0.02～0.2％、Si 0.2～1.5％、Mn 0.8～2.0％、Ni2.5～6.0％、Cr 0.2～0.6％、Mo0.5～1.5％、Ti≤0.05％、S≤0.005％、P≤0.02％、Ce 0.01～0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，所述的焊丝的直径为0.8～1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，所述的铝硅镀层热成形钢中的单面镀层厚度为30～40μm。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的焊丝焊接铝硅镀层热成形钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，采用丙酮去除待焊接钢板表面的杂质。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，激光填丝焊接采用光纤激光器进行焊接，光斑直径0.2～0.6mm，离焦量-10～0mm，激光功率为1500～6000W，焊接速度为1
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，焊接采用对接方式进行焊接，焊接时对接坡口采用“I”型坡口，对接间隙为0～0.3mm。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，待焊钢板的厚度为0.8～4.0mm。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，焊机电源电流为50～150A。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，保温处理具体为在920～950℃下保温5min。
...【技术特征摘要】
1.一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，按照质量百分比，所述的焊丝化学组成包括c 0.02～0.2％、si 0.2～1.5％、mn 0.8～2.0％、ni2.5～6.0％、cr 0.2～0.6％、mo0.5～1.5％、ti≤0.05％、s≤0.005％、p≤0.02％、ce 0.01～0.04％，余量为fe和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，所述的焊丝的直径为0.8～1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝硅镀层热成形钢用焊丝，其特征在于，所述的铝硅镀层热成形钢中的单面镀层厚度为30～40μm。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的焊丝焊接铝硅镀层热成形钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，采用丙酮去除待焊接钢板表面的杂质。
【专利技术属性】
技术研发人员：曹洋，赵琳，彭云，安同邦，朱彦洁，马成勇，田志凌，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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