[发明专利]一种可免焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊丝

说明书

本发明公开一种可免焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊丝，其包含有以下质量百分比的元素成分：C 0.02％～0.07％，Si 0.2％～0.6％，Mn 1.2％～1.6％，Ni 10％～12％，Cr 11％～12.5％，Nb 0.15％～0.5％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明通过合理调配C、Cr、Ni、Mn等元素的含量，降低埋弧焊丝的马氏体相变温度。利用马氏体相变过程中产生的体积膨胀效应抵消焊件冷却过程中的收缩变形，降低拉伸残余应力，在焊缝区引入均匀分布的压应力。本发明提供的可免焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊丝的熔敷金属的马氏体相变温度低(100℃)，焊缝区的残余应力为均匀分布的压应力，焊后变形小，可免除焊后去应力处理。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种可免焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊丝。

背景技术

我国制造业技术进步很大程度上依赖于高品质制造能力的进步与突破，焊接是装备制造业过程中必不可少的关键环节。然而在低合金高强度钢的焊接过程中，焊缝区往往要产生很高的拉伸残余应力，拉伸残余应力将影响焊接结构的服役可靠性，导致焊接构件在服役甚至制造过程中由于变形和开裂而报废，这使得焊接制造品质的可控性成为难题。

目前，对于大型焊接构件通常采用焊后热处理法、机械作用法等来消减拉伸残余应力，然而上述措施往往受构件尺寸、建造成本、施工环境等因素制约，且对残余应力的消减程度有限，并不能完整地解决焊接残余应力的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种可免除焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊焊丝，从制造的源头提高装备制造的焊接品质与效率。采用该埋弧焊丝，焊后拉伸残余应力水平低，分布均匀，焊后变形小，无裂纹、气孔等缺陷，可免除焊后去应力处理。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种可免焊后去应力处理的低合金高强度钢用埋弧焊丝，其包含有以下质量百分比的元素成分：C 0.02％～0.07％，Si 0.2％～0.6％，Mn 1.2％～1.6％，Ni 10％～12％，Cr 11％～12.5％，Nb 0.15％～0.5％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，该埋弧焊丝由以下质量百分比的元素成分加工而成：C 0.05％，Si0.4％，Mn 1.55％，Ni 11.8％，Cr 11.6％，Nb 0.34％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，该埋弧焊丝由以下质量百分比的元素成分加工而成：C 0.03％，Si0.28％，Mn 1.41％，Ni 11.3％，Cr 10.9％，Nb 0.41％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，该埋弧焊丝配合熔炼型无锰高硅低氟焊剂HJ131，用于EH40低合金高强度钢构件的埋弧焊接。

优选的，焊接工艺参数：焊丝直径1.2mm，焊接电流400A，焊接电压28V，焊接热输入量为1.2～1.8kJ/mm，预热温度100℃～150℃。

本发明的原理及有益技术效果如下：

一、各元素成分的设计：

C元素：C元素可以提高焊缝金属的硬度、强度与耐磨性能，降低马氏体的相变温度。但是，C元素过高则会降低接头的塑性及耐腐蚀性能，加剧S、P元素偏析，导致晶间贫铬的发生。因此，C含量应控制在0.07％以下，以避免生成脆硬的高碳片状马氏体组织，兼具提高焊接接头的韧性及抗冷裂性能。

Si元素：Si能够降低马氏体相变温度，同时具有脱氧剂的作用。由于熔炼型无锰高硅低氟焊剂HJ131的SiO₂含量较高(34％～38％)，为避免由Si元素含量过高而导致的接头冲击韧性的降低，将Si含量控制在0.2％～0.6％。