[发明专利]一种1900MPa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝

说明书

一种1900MPa级超高强度合金钢焊接用药芯焊丝，属于材料加工中的焊接材料领域。为保证焊接合金具有较高的强度和韧性，严格控制药芯焊丝中的碳含量，并加入配比经过科学优化的钛、钒、钼、钴等元素，细化组织晶粒，提高焊接合金的强度及高温强度。使得抗拉强度大于1900MPa。

技术领域

本发明属于材料加工中的焊接材料领域，涉及一种抗拉强度达到1900MPa的超高强度合金钢焊接用药芯焊丝，主要应用于对强度有较高要求的超高强度合金钢焊接。

背景技术

机械制造业和建筑业所用的钢材一般通称结构钢。在航空工业中结构钢主要用于制造重要承力结构件、连接件、紧固件和传动系统零件等。高强度合金钢具有高的比强度、良好的疲劳性能和工艺性能，且价格低廉，在航空产品上得到广泛应用，其中超高强度合金钢的使用是一大亮点。

超高强度合金钢的主要特点是具有很高的强度和足够的韧性，用于制造承受高应力的重要构件，是制造国防尖端武器的关键材料。一般认为屈服强度σ_0.2≥1350MPa的钢为超高强度合金钢。其应用很广泛，如在航空领域多用于制造飞机起落架、机翼主梁、平尾大轴、直升机旋翼轴、接头盒对接螺栓等。制作的飞机起落架，承受着飞机的全部质量和起落时的振动与冲击载荷。

很多超高强度合金钢结构件的连接需要通过焊接来完成，而我国与超高强度合金钢匹配的同等级焊接材料的发展严重滞后，从而大大限制了超高强度合金钢在机械以及航空工业的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度达1900MPa级的超高强度合金钢焊接用气保护药芯焊丝。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，为保证焊接合金具有较高的强度和韧性，严格控制药芯焊丝中的碳含量，并加入配比经过科学优化的钛、钒、钼、钴等元素，细化组织晶粒，提高焊接合金的强度及高温强度。

本发明所提供的抗拉强度大于1900MPa的合金结构钢用气保护焊接药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝药芯成分及含量如下(重量百分比)：钛铁：1-3％；钼铁：2-8％；金属锰：2-10％；铌铁：3-12％；钴粉：40-60％；氧化铋：0.2-0.8％；氧化钇：2-8％；铁粉：余量。

采用SPCC钢带作为皮，药芯填充率为10-26％。

药芯焊丝直径1.2-1.6mm。

进一步钛铁为FeTi40A；钼铁为FeMo55A；铌铁为FeTi40A；

其中，各组分成分及在药芯焊丝中的作用如下：

钛铁(FeTi40A)：钛有极强的组织晶粒作用，晶粒细化带来的晶界加密,进一步提高了抗拉强度；

钼铁(FeMo55A)：钼对铁素体有固溶强化作用.同时也提高碳化物的稳定性.从而提高焊接合金的强度；

电解锰(DJMnA)：含锰量≥99.95％，Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，Mn元素作为奥氏体化元素使焊接合金的基体中物相主要为铁素体和奥氏体，同时由于Mn的加入，焊接合金在冲击条件下还有自我硬化能力；

铌铁(FeTi40A)：钛有极强的组织晶粒作用，晶粒细化带来的晶界加密,进一步提高了抗拉强度；

钴粉(FCo-3，含钴量≥99.5％)：钴能增加焊接合金的高温强度，与钼和铌能产生强烈交互作用，在合理优化的配比下，能大大增强焊接合金的固溶强化作用，从而提高抗拉强度。

氧化铋(Bi₂O₃)：稳定电弧，减小飞溅；

氧化钇(Y₂O₃)：稀土元素，脱磷、脱硫，减少夹杂，净化晶界及焊缝组织，细化晶粒。