[发明专利]一种抗拉强度≥1100MPa的混合气保焊丝及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊丝及使用方法，具体的属于性能优良的气保焊丝及其使用方法，确切地为Rm≥1100MPa的混合气保焊丝及其使用方法。

背景技术

使用高强钢可以带来诸多优点，包括减轻重量、降低成本以及容易加工和运输等，因此高强钢广泛应用于工程机械、电力、压力容器、汽车等领域。对更高强度、更高塑韧性的要求是推动高强钢发展的主要因素，而焊接材料的匮乏是影响高强钢推广应用至关重要的因素。因此，及时有效地解决高强钢的配套焊接材料和焊接工艺问题，将会促进高强钢的推广应用。

抗拉强度1000 MPa及以上的高强钢在国内的机械制造行业已经开始使用，前期多使用瑞典或日本进口的高强钢板，并配套使用进口焊接材料，成本高昂。武钢、宝钢等国内钢铁企业现在也可提供1000 MPa及以上的高强钢板，但是并没有性能稳定的可用于大生产的同强度级别的国产焊丝与之配套。目前焊接此强度级别的高强钢多采用低强度级别的焊丝，并没有实现等强匹配的要求。为此本项目进行了高强度高塑性的纯氩气体保护焊丝的研制。

关于高强度气体保护焊丝的研究，国内外均查阅到相关的文献与专利，也查阅到抗拉强度大于1000 MPa的气体保护焊丝的报道，例如匈牙利Budapest大学、日本的神户制钢、新日铁等。

国外查阅到匈牙利Budapest大学关于退火处理后抗拉强度达到1200～1400 MPa、高碳工具钢MIG焊接用气保焊丝的研制，以及新日铁提供的抗拉强度≥1 200 MPa的一种高强度、高韧性气保电弧焊丝，神户制钢提供的抗拉强度达到980～1080 N/mm2、具有优异低温韧性的一种高韧性气体保护焊丝及拉伸强度达到980～1080 N/mm2、具有良好低温韧性高张力钢用Ar-CO2混合气体保护焊丝，川崎制铁提供的抗拉强度高达950 MPa以上、具有超高强度、超高韧性的气体保护焊丝等文献与专利。国内查阅到相关文献与专利所提及的强度等级均低于本项目焊丝所能达到的1190MPa。

匈牙利Budapest大学涉及的焊丝需要经过焊后热处理才能达到1000MPa以上强度，日本所涉及的焊丝化学成分与本项目不同，其主要是提高Ni、Cr、Mo含量，Ni重量含量达到6%，Cr达到1.5%，Mo达到4%，这增加了焊丝合金成本，并且高合金含量在焊丝制造拉拔过程中容易断丝，需要提高拉拔过程中的退火温度，增加拉拔道次，这无疑增加了焊丝制造过程的难度，提高了焊丝制造的工序成本。重要的是：Ni在焊缝中含量超过3.5%，条带状显微组织和化学不均匀性会明显增加，尤其在高强钢焊缝，高Ni会导致焊缝严重脆化。Cr在超过1%时，高强钢焊接接头焊态塑韧性会下降，经过热处理后会明显下降。Mo含量在超过1.1%时会明显提高焊缝裂纹敏感性，尤其在高强钢焊接接头焊后需要消除应力热处理状态下，高Mo危害更大。并且所涉及的焊丝均没有反映出塑性好坏。

发明内容

本发明的的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种抗拉强度≥1100MPa，断面收缩率Z不低于58 %，延伸率A不低于16%，混合气保护的焊前无预热，焊后无后热及热处理，等强匹配性好的R_m≥1100MPa的混合气保焊丝及其使用方法。

实现上述目的的措施：

一种抗拉强度≥1100 MPa的混合气体保护焊丝，其组分及重量百分比含量为：C：0.07～0.22，Si：0.60～0.90，Mn：1.40～1.80，Ni：1.50～2.30，Cr：0.15～0.65，Mo：0.35～0.85，Cu：0.10～0.30，Ti：0.10～0.15，B：0.002～0.005，V：0.10～0.50，P≤0.010, S≤0.006，Als≤0.01，N≤0.002，O≤0.002；余量为Fe及不可避免的杂质元素。

一种抗拉强度≥1100MPa的混合气体保护焊丝的使用方法，其在于：采用直流电源反接法进行焊接；焊接电流在265～330 A，电弧电压在26～33 V，焊接速度在29～40 cm/min，气体流量在15～20 L/min，采用混合气80%Ar+20%CO₂保护；焊缝获得细小贝氏体和高密度的低碳马氏体组织。

本发明的成分设计理念