[发明专利]一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种焊丝，特别是涉及了一种高韧性金属芯气体保护焊丝及其制造方 法。

背景技术

近年来，由于气体保护电弧焊具有生产效率高、成本低等优点，被广泛用于工程机械、 铁路桥梁、海洋设施、高压容器等大型重要结构的焊接。随着科技的发展，采用高强度级 别、具有优异低温冲击韧性的钢材，以降低材料消耗，减轻结构重量，提高结构性能和安 全性，已成为国内外结构制造业的发展趋势，同时对焊接接头的强韧性及对获得这些性能 的焊接材料及其焊接工艺性能提出了更高的要求。但目前国内相应强度级别的气体保护焊 丝较少，长期以来，普遍采用传统的Mn-Si系焊丝如H08Mn2Si，其不足之处在于焊缝 金属低温冲击韧性较差，日本神户钢厂生产的MG60焊丝，其主要缺点也是随使用温度的 降低焊缝金属力学性能也随之降低，导致焊接接头整体性能的降低。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种耐低温、金属芯韧性高的气体保护焊丝。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种高韧性金属芯气体保护焊丝，该焊丝的化学成份的重量百分比为：C 0.03～0.08 ％、Mn 0.80～1.20％、Si 0.30～0.80％、Ni 0.80～1.20％、Ti 0.020～0.080％、Mo 0.30～ 0.50％、S≤0.01％、P≤0.01％，余量为Fe及其它杂质。

一种高韧性金属芯气体保护焊丝的制造方法，该方法的步骤为：

a、选用宽度为8～12mm，厚度为0.25～0.4mm的碳钢钢带。先将其轧成U形， 再向U形槽中加入粒度为过60目筛子的混合药粉，药粉的填充率，即药粉重量占焊丝总 重的20％；

b、将U形槽合口，使药粉包裹其中，然后逐次拉拔，将焊丝直径减径至1.6mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、用本发明焊丝焊接后，焊缝金属在-20℃时，AKv≥47J，Rm≥550MPa，有效地提 高了焊接结构的整体性能和质量，解决了焊缝金属随使用温度下降韧性不足的问题，而且 焊接电弧稳定，飞溅小，无气孔、成型美观，

2、轧制及拉拔焊丝的工艺操作简单，焊丝所用合金体系合适，焊丝的成本较低。

具体实施方式

焊丝中含有多种化学成份，其中C是调整焊缝金属强度的主要元素，必须保证焊丝中 有一定的C含量；同时将焊缝中的碳降至超低碳水平，以降低焊缝金属的碳当量、淬硬 倾向及裂纹敏感系数。

Si作为主要的脱氧元素之一是气体保护焊丝所不可缺少的，Si是缩γ小区的元素， 作为合金元素可以起到固溶强化的作用。当焊丝中Si的含量低于0.30时，脱氧不充分， 使焊缝中氧含量过高；当焊缝中Si含量过高时，会使焊缝金属硬化，同时使焊接飞溅增 加，使焊丝工艺性能下降，在锰与硅比例合适时，脱氧效果较好，且有助于改善韧性，因 此，将Si含量控制在0.3-0.8是合适的。

Mn与Si起联合脱氧作用，脱氧反应产生的氧化物夹杂和氧硫复合夹杂可作为针状 铁素体的形核质点，有助于细化晶粒，改善韧性，且Mn在焊缝金属中是使奥氏体稳定化 元素，降低奥氏体向铁素体转变温度，充当固溶强化组元，提高焊缝金属的强度，锰的加 入量控制在0.80-1.20比较适合。

Ni可以提高焊缝金属的韧性，尤其是提高焊缝金属的低温冲击韧性，降低脆性转变 温度。同时Ni在焊缝金属中起着重要的强化作用，Ni使γ区扩展，减小了奥氏体与铁 素体的自由能差，奥氏体至铁素体的转变温度明显降低，对贝氏体的转变有明显的推迟作 用。因此，焊丝中的Ni含量不应低于0.80，但Ni属于贵重元素，不宜多加，因此焊 丝中的Ni含量控制在0.80-1.20之间。

焊缝中的Mo主要用于固溶强化以提高强度，也能够改善韧性和增加针状铁素体的数 量，适当的钼能够明显缩短贝氏体孕育期，有利于在较宽的冷却条件下获得贝氏体组织， Mo的加入量在0.3-0.5之间。

焊缝金属中要严格控制氧氮含量，焊缝金属中氧含量为0.02％-0.03％，氮的含量为 0.005％时，能够生成适量的氮化物和氧化物，有助于焊缝金属获得良好的低温韧性。硫磷 是必须限制的杂质元素，S≤0.01、P≤0.01，尽量降低其含量有利于焊接性和韧性的改善。 下面通过具体实施例来阐述本发明及其制造方法。

实施例一