[发明专利]经济环保型高品质焊芯用钢

说明书

技术领域

本发明涉及特种钢材生产技术领域，具体地指一种经济环保型高品质焊芯用钢。

背景技术

焊接的形式多种多样，可使不同的金属构件之间形成连接，是一种重要的机械工业技术。然而在焊接的过程中，产生的污染物种类多，对环境危害大，使得焊接工人易患多种职业病，如焊工硅肺、锰中毒、电光性眼炎等。

焊接污染主要包括Fe₂O₃、SiO₂、MnO等烟尘，以及HF、CO、CO₂、 NO_x、CH₄等废气，这些污染均在焊接的过程中产生，而焊芯本身则在焊接中熔化，并作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。控制焊芯中的污染源，是一种行之有效的消除焊接污染的方法。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种经济环保型高品质焊芯用钢，所得焊芯含As、N、O、Al含量低，可以有效控制焊接烟尘粒子的长大以及氮氧化物的形成，降低焊接污染。

为实现上述目的，本发明所设计的经济环保型高品质焊芯用钢，其特殊之处在于，该焊芯用钢的化学元素及其重量百分比为：

C：0.06～0.08，Si≤0.04，Mn：0.40～0.50，Ni≤0.05，Cr≤0.05， Cu≤0.05，P≤0.015，S≤0.015，As≤0.005，Al≤0.040，N≤0.005，O ≤0.003；余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，该焊芯用钢的化学成份及其重量百分比为：C：0.06～0.08， Si：0.01～0.03，Mn：0.40～0.50，Ni≤0.015，Cr≤0.025，Cu≤0.015，P ≤0.015，S≤0.012，As≤0.004，Al≤0.0025，N≤0.005，O≤0.003；余量为Fe及不可避免的杂质。

更优选的，该焊芯用钢的化学成份及其重量百分比为：C：0.0707， Si：0.0149，Mn：0.419，Ni：0.011，Cr：0.016，Cu：0.0009，P：0.0009， S：0.0047，As：0.004，Al：0.0021，N：0.0038，O：0.0018；余量为 Fe及不可避免的杂质。

进一步的，该焊芯用钢匹配不同种类焊接药剂制成的焊条抗拉强度为400～600MPa。本发明中各元素控制的原因：

C：含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降，因此最佳范围控制在0.06％～0.08％。

Si：常用的脱氧剂，有固熔强化作用，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时，降低焊接性，且易导致冷脆；因此最佳范围控制在Si≤0.04％。

Mn：降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其力学性能，为低合金钢的重要合金元素，能明显提高钢的淬透性，配置成电焊条时药皮中添加一定量的Mn，因此最佳范围控制在0.40％～0.50％。

Ni：提高塑性及韧性，对提高低温韧性更明显，改善耐蚀性能，本焊条钢主要生产低级别焊条，因此范围控制在Ni≤0.05％。

Cr、Cu在焊芯中相当于杂质元素，因此范围控制在Cr≤0.05％，Cu ≤0.05％。

P:容易导致焊接冷裂，产生冷脆现象，恶化钢的质量，磷含量高，不利于提高焊接的性能；因此范围控制在P≤0.015％。

S：容易导致焊接热裂，产生热脆现象，恶化钢的质量，硫含量高，不利于提高焊接的性能；因此范围控制在S≤0.015％。

As:对人体有害的一种元素，在焊接中As会反应产生As₂O₃颗粒烟尘，因此范围控制在As≤0.005％。

N：在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性，同时在焊接过程中会生成氮氧化物气体，因此范围控制在N≤0.005％。

O：在钢中以夹杂物的方式存在，影响钢的各种性能，因此范围控制在O≤0.003％。

Al：焊缝中Al的存在导致其强度及韧性降低，因此焊接材料中尽量不含Al，范围控制在Al≤0.040％

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明提出了一种低C、低Si、低气体(N、O)、低As焊芯用钢，在焊接过程中熔化，减少了As₂O₃颗粒烟尘的量，控制了焊接烟尘粒子的长大，减少了氮氧化物的生成，从源头上控制了焊接过程中的环境污染；