[发明专利]一种耐热钢焊丝的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，特别是涉及一种耐热钢焊丝的生产方法。

背景技术

耐热钢在高温状态下能够保持化学和力学稳定性，应用于电站动力装置、石油精炼设备、加氢裂化装置、合成化工容器和其它工业部门。耐热钢的广泛应用使得与之匹配的焊材的市场需求量较大。

国家标准中铬钼钢焊丝ER55-B2是耐热钢焊接中较常用的一种焊材，目前各厂家生产该类焊丝钢盘条时，对盘条的化学成分范围、组织、塑性、拉拔性能的控制并不完善，导致盘条抗拉强度普遍偏高(800～1000MPa)，塑性较差(延伸率14～18％)，拉拔性能较差，造成用户在焊丝加工的粗拉和精拉工序中出现断丝率高、生产效率低的情况，一般需要盘条在拉拔前进行一次650～850℃温度下保温4～8小时的退火处理，拉拔过程中还需进行中间退火，退火后又需进行酸洗，多次退火和酸洗不仅增加生产流程，提高加工成本，而且消耗大量能源，污染环境。

发明内容

本发明针对以上技术缺陷，提供一种耐热钢焊丝的生产方法，该方法由盘条制成焊丝成品的过程中只需进行一次退火，生产过程简单，能耗低，生产效率高。

为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：

一种耐热钢焊丝的生产方法，包括以下步骤：1)按照指定化学成分进行钢锭冶炼制得钢坯；2)采用Gleeble热模拟试验测试该焊丝钢的连续冷却转变曲线，推导出控轧控冷工艺参数；3)参照控轧控冷工艺参数将钢坯轧制成直径Φ5.5-8.0mm盘条；4)盘条经酸洗后进行粗拉拔，其中面积压缩率在20-25％之间；5)将盘条进行一次退火处理，盘条退火工艺为：加热至830～850℃，保温2小时，然后缓冷；6)酸洗后进行精拉，镀铜、抛光制成直径Φ0.8-4.0mm的焊丝。

钢坯冶炼的化学成分是在国家标准规定的铬钼钢焊丝ER55-B2成分基础上进行微调，微调后的成分为(以重量百分比计)：C 0.07～0.15，Si 0.40～0.80，Mn 0.40～1.20，P≤0.025，S≤0.025，Ni≤0.20，Cr 1.20～1.60，Mo 0.40～0.65，并包含以下几种元素中的一种或几种：W 0.1～0.8，V 0.1～0.7，Zr 0.003～0.008，B0.0005～0.002。

优选的，Gleeble热模拟试验中，将试样加热至1100～1200℃并保温3～8分钟，然后冷却至920～1050℃、保温5秒后进行压缩变形，其中变形量≥60％，然后冷至850℃，最后以0.1～1.0℃/s速度冷却到室温，根据YB/T5128-93测定试样的连续冷却转变曲线，制定盘条控轧控冷工艺参数。

优选的，盘条轧制工序包括：钢坯加热-高压水除磷-粗中轧-预精轧-水冷箱水冷-精轧-水冷箱水冷-吐丝-斯太尔摩控制冷却，控制精轧入口温度为920～960℃，精轧出口温度≤1040℃；吐丝工序中，控制吐丝温度900～920℃，比进入斯太尔摩冷却线保温罩的温度高出约80～120℃，盘条进斯太尔摩保温罩温度为800～820℃，出保温罩温度为690～710℃，控制盘条在保温罩内的冷却速度≤0.5℃/s，使盘条在保温罩内充分发生铁素体相变。

优选的，焊丝生产过程中，盘条经酸洗后进行粗拉拔，其中面积压缩率在20～25％之间。

优选的，盘条进行一次退火处理，消除加工硬化，降低硬度，改善组织和加工性，其退火工艺为：加热至830～850℃，保温2小时，然后缓冷。

将制成的焊丝配合Ar+10～20％CO₂气体进行焊接，所得焊缝具有优异的冲击韧性、抗回火脆性、高温强度和抗蠕变性。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：

1.现有技术生产此类焊丝时，由于焊丝钢盘条抗拉强度较高，需在盘条拉拔前进行650～850℃温度下保温4～8小时的退火，并且需要进行多次中间退火，而由于本发明所制得的焊丝钢盘条组织中马氏体所占比例较低，盘条具有较低的强度和较高的延伸率，只需将盘条先进行粗拉拔，然后进行一次830～850℃温度下保温2小时的退火处理，后续拉拔工序中不需退火，缩短了此类焊丝开发流程，既可保证拉丝顺畅，又提高生产效率，且退火后的组织为铁素体+珠光体，铁素体尺寸≥20μm，体积含量≥80％，抗拉强度≤600MPa。

2.由本发明方法制成的焊丝能用于1.25％Cr-0.5％Mo耐热钢焊接，所得熔敷金属抗拉强度≥600MPa，焊接过程中电弧稳定，飞溅少，容易脱渣，焊接接 头具有优异的冲击韧性、抗回火脆性、高温强度和抗蠕变性。