本发明专利技术是一种高强度高韧性气保焊丝，按重量百分比计，其化学成分包含如下：C：0.02～0.09%，Si：0.50～0.90%，Mn：0.70～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Cr：1.2～8.0%，Ni：3.0～12%，Ti：0.10～0.20%，B0.005～0.015%，Al≤0.04，N≤0.01%，余量为铁及不可避免的杂质。本发明专利技术气保焊丝，不用焊前预热和焊后热处理，使用其制得的焊缝强度高于980MPa，-40℃冲击功达到47J以上；多道焊缝组织和力学性能均匀，具有超高强度和良好低温冲击韧性，可广泛应用于超高强度钢材焊接领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是一种高强度高韧性气保焊丝，按重量百分比计，其化学成分包含如下：C：0.02～0.09%，Si：0.50～0.90%，Mn：0.70～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Cr：1.2～8.0%，Ni：3.0～12%，Ti：0.10～0.20%，B0.005～0.015%，Al≤0.04，N≤0.01%，余量为铁及不可避免的杂质。本专利技术气保焊丝，不用焊前预热和焊后热处理，使用其制得的焊缝强度高于980MPa，-40℃冲击功达到47J以上；多道焊缝组织和力学性能均匀，具有超高强度和良好低温冲击韧性，可广泛应用于超高强度钢材焊接领域。【专利说明】一种高强度高韧性气保焊丝
本专利技术涉及一种高强度高韧性气体保护焊丝，属高强度焊丝钢领域，特别涉及一种可免除焊前预热和焊后热处理、焊缝金属同时具备超高强度和优良低温冲击韧性的实芯气保焊丝。
技术介绍
随着钢结构大型化、安全等级严格化以及自身结构轻量化发展的需要，高强度和超高强度级别钢种逐渐在建筑、桥梁、工程机械等领域得到了应用。比如，抗拉强度900MPa级别的钢种在建筑、桥梁和工程机械的关键承重部位上已经得到了应用，但上述钢种一般通过调质热处理工艺生产，但由于加入合金量较大，其抗裂性能普遍较低。已公开的专利文献中，有抗拉强度900MPa和1000MPa两个级别的气体保护实芯焊丝，可保证焊缝金属的高强度和一定的冲击韧性，能够满足一般工程结构施工的要求。但上述焊丝都需要焊前预热以保证焊缝金属不开裂，焊前预热降低了施工效率，同时也给大型结构件的野外施工带来了严峻挑战。目前，市场亟需一种可免除预热的焊缝抗拉强度在900MPa以上级别的气体保护焊丝。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服超高强度实芯气体保护焊丝需要预热的不足，提供了一种可免除预热，且能保证焊缝超高强度和优异低温冲击韧性的实芯气保焊丝；采用该焊丝，可免除焊前预热并得到质量完好的焊接接头，采用保护气体80~95%Ar+5~20%C02，制得的焊缝金属抗拉强度≤980MPa, -40°C冲击功≤47J。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案:—种高强度高韧性气体保护实芯焊丝，其含有的化学成分以重量百分比计如下:C0.02 ~0.09%, Si0.50 ~0.90%, Mn0.70 ~1.70%, P ≤ 0.02%, S ≤ 0.01%, Crl.2 ~8.0%,Ni3.0 ~12.0%, Ti0.10 ~0.20%, B0.005 ~0.015%, Al ( 0.04%, N ≤ 0.01%,余量为 Fe 及不可避免杂质。优选的，该气保焊丝还含有Mo0.10~1.0%。更为优选的，Ni/Cr在0.5~2.0之间。本专利技术中各元素的作用和含量限定的理由详述如下:C:作为钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，当其含量〈0.02%时会显著降低强度，因此其含量应> 0.02% ;此外，高的C含量对低温冲击韧性和焊接性能不利。综合考虑，本专利技术C含量控制为0.02~0.09%。Mn:是提高钢板强度最有效的元素之一，较高的Mn含量会显著降低相转变温度从而促进贝氏体和马氏体的转变，以提高钢板强度；同时，Mn也是有效的扩大奥氏体区的元素，另一方面与Ni共同作用将有利于焊缝组织中得到部分未转变的残余奥氏体，从而提高焊缝金属的抗裂性、低温冲击韧性。但Mn含量不宜过高(如> 2%)，否则容易产生大尺寸的MnS夹杂,给焊丝用盘条的冶炼带来难度，同时也对盘条的性能带来危害，进而影响焊丝和焊缝金属的性能。因此，本专利技术Mn含量控制为0.70~1.70%。S1:一方面具有脱氧作用，另一方面还可以增加焊缝金属的强度；但过多加入会导致低温冲击韧性降低、以及抗裂性能的降低；因此，本专利技术Si含量在0.50~0.90%之间。P:会显著降低焊接性能，比如P的偏析会引发焊接裂纹、以及焊接热影响区的冲击韧性恶化。因此，本专利技术P只作为杂质元素，为保证钢板的综合力学性能，其含量控制为P ≥ 0.02%。S:杂质元素，本专利技术S含量控制为< 0.01%。N1:本专利技术中最重要的元素，一方面是提高焊缝金属的抗裂性，从而省去预热工序，另一方面是提高焊缝金属的低温冲击韧性。当其含量> 3%时，焊缝金属的抗裂性能显著提高，从而可免除焊前预热工序；当其含量> 12%时，焊缝金属中的未转变奥氏体含量将会显著增加，从而降低焊缝金属的强度。在含量3%~12%之间时，焊缝金属的-40°C冲击韧性稳定在70~IlOJ之间。因此其最佳含量范围为3~12%。Cr:是提高焊缝金属强度的有效元素之一，并有细化焊缝金属组织，增加淬透性的功用；另一方面，是缩小奥氏体区的元素，与Ni合理搭配使用，可有效控制焊缝金属的相转变过程，得到马氏体和一定比例的残余奥氏体的复合组织，从而兼顾高的抗裂性、高强度和高韧性。因此，其Cr含量在1.2~8.0%之间，且控制Ni/Cr在0.5~2.0之间。Mo:是提高焊缝金属强度的有效元素之一，可细化焊缝金属组织，与Ti和B同时使用时效果更好，能同时兼顾高强度和高冲击韧性，其含量在0.10~1.0%之间。T1:一方面通过促进针状铁素体形成来提高焊缝金属的强度、并改善低温冲击韧性；另一方面也提高了焊丝的焊接工艺性能，减少焊接飞溅。其含量在0.10~0.20%之间。B:是提高焊缝金属强度的最廉价的化学元素，与Mo和Ti同时加入时可有效促进焊缝金属中的针状铁素体形成，达到同时改善强度和低温冲击韧性的目的。其含量在0.005 ~0.015% 之间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于:1、省去了焊前预热，提高了焊接施工效率，尤其是对于大型焊接结构。2、高含量的Ni，Cr合金设计，保证了焊缝金属强度和低温冲击韧性的稳定，其抗拉强度≥980MPa, -40°C冲击功≥47J。3、焊缝金属中存在的一部分残留奥氏体提高了焊缝金属的塑性，也提高了焊缝金属的疲劳性能。【专利附图】【附图说明】图1为采用本专利技术焊丝获得的焊缝金属的组织图。【具体实施方式】以下结合优选实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。表1为实施例焊丝(直径1.2mm)的化学成分，在成分为表2所示的钢板上进行气体保护焊接试验，采用V型45°坡口，焊接参数如表3所示。表I实施例用焊丝的化学成分(以重量百分比计)【权利要求】1.一种高强度高韧性气保焊丝，其特征在于，该焊丝以重量百分比计包含的化学成分如下:C0.02 ~0.09%, Si0.50 ~0.90%, Mn0.70 ~1.70%, P 大于 0.02%, S 大于 0.01%, Crl.2 ~8.0%, Ni3.0 ~12.0%, Ti0.10 ~0.20%, B0.005 ~0.015%, Al ( 0.04%, N 大于 0.01%,余量为Fe及不可避免杂质。2.根据权利要求1所述的高强度高韧性气保焊丝，其特征在于:还含有Mo0.10~1.0%。3.根据权利要求1或2所述的高强度高韧性气保焊丝，其特征在于:Ni/Cr在0.5~2.0之间。4.根据权利要求1~3任一所述的高强度高韧性气保焊丝，其特征在于:采用保护气体80~95%Ar+5~20%C02制得的焊缝金属，其组织为马氏体和残余奥氏体，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度高韧性气保焊丝，其特征在于，该焊丝以重量百分比计包含的化学成分如下：C0.02～0.09%，Si0.50～0.90%，Mn0.70～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Cr1.2～8.0%，Ni3.0～12.0%，Ti0.10～0.20%，B0.005～0.015%，Al≤0.04%，N≤0.01%，余量为Fe及不可避免杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张盘，
申请(专利权)人：张盘，
类型：发明
国别省市：
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