[发明专利]海洋工程用785MPa级高强高韧熔化极活性气体保护焊丝及其应用

说明书

本发明公开了一种海洋工程用785MPa级高强高韧熔化极活性气体保护焊丝及其应用，属于焊接材料技术领域。该焊丝化学成分为(wt.％)：C：0.02‑0.06％、Cr：0.15‑0.60％、Ni：3.0‑6.5％、Mo：0.50‑0.80％、Mn：0.90‑1.30％、Si：0.30‑0.60％、V≤0.15％，余量为铁及不可避免的杂质。本发明焊丝适用于海洋工程结构件焊接，焊接工艺适应性好，焊接时飞溅小，过程稳定，焊缝成形好。本发明高强高韧熔化极活性气体保护焊丝能够获得性能符合要求的焊缝。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种海洋工程用785MPa级高强高韧熔化极活性气体保护焊丝及其应用，该焊丝应用于海洋工程结构件焊接。

背景技术

21世纪是“海洋的世纪”，我国海洋装备制造业发展迅速，海工钢作为海洋工程最基本的结构材料，不断地向高强高韧、易焊接、耐腐蚀、大规格和抗层状撕裂等发面发展，比如美国的HY系列、HSLA系列，日本的NS系列以及中国的980钢等，均具有优异的强韧性匹配。焊接作为海洋装备制造业中最基本的连接手段，焊缝的力学性能对于海洋工程的安全服役具有至关重要的影响。当前主流海工钢配套焊材熔敷金属的强度可以达到与母材相当的水平，但是其熔敷金属的低温韧性却与母材有很大的差距，这严重限制了母材在更广泛的区域使用。组织决定性能，焊材的化学成分对组织有至关重要的影响，但是目前国内焊接材料的发展相对滞后。

我国经过对焊接材料的长期研究，基本实现了部分强度级别焊接材料的国产化，但是海洋工程中一些关键部位高强钢焊接结构件所需用的焊接材料仍需进口，比如自升式海洋平台中的桩腿机构(齿条板，半圆板)与悬臂梁等关键部位焊接所用的高强高韧海工钢焊接材料，国产焊材暂不能达到使用要求，仍需进口国外的产品。比如德国伯乐公司和瑞士奥林康公司生产的Mn-Ni-Cr-Mo合金体系T Union GM120和CARBOFIL 2NiMoCr高强钢焊丝，其熔敷金属强度均高于785MPa，且具有较好的低温韧性(-60℃，60J；-40℃，48J)。同时国内对高强钢配套焊材的研究也取得了一系列成果，比如哈尔滨焊接研究所研制了熔敷金属屈服强度达到890MPa，-60℃冲击功大于47J的高强钢气体保护焊丝。沈阳航空航天大学研制成功了一种利用Ti、B和Zr微合金化的高强钢焊丝，在纯Ar气体保护下熔敷金属屈服强度达到900MPa，在-60℃的冲击功可达50J。武汉科技大学研制一种1000MPa级工程机械用高强钢的配套焊丝，焊缝金属的屈服强度达到850MPa，-20℃冲击吸收功达到53J。但目前现有的这些焊材仍不能满足785MPa高强高韧海工钢焊接接头服役性能要求，加快研发高强高韧海工钢配套焊材对于促进我国海洋工程装备制造业的快速发展具有非常重要的意义。

发明内容

为了解决国内785MPa级高强高韧海工钢无配套高强高韧焊丝的问题，本发明的目的在于提供一种海洋工程用785MPa级高强高韧熔化极活性气体保护焊丝及其应用，该焊丝适用于海洋工程关键结构部件的焊接。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种海洋工程用785MPa级高强高韧熔化极活性气体保护焊丝，按重量百分比计，该焊丝的化学成分如下：

C 0.02-0.06％，Cr 0.15-0.60％，Ni 3.0-6.5％，Mo 0.50-0.80％，Mn0.90-1.30％，Si 0.30-0.60％，V≤0.15％，余量为铁及不可避免的杂质。

按重量百分比计，该焊丝优选的化学成分如下：

C 0.02-0.045％，Cr 0.20-0.50％，Ni 4.5-6.0％，Mo 0.50-0.80％，Mn0.90-1.20％，Si 0.30-0.60％，V 0.03-0.10％，余量为铁及不可避免的杂质。

该焊丝化学成分中：P≤0.02wt.％；S≤0.02wt.％。