[发明专利]一种气体保护焊丝

说明书

本发明提供了一种气体保护焊丝，以质量百分比含量计，焊丝的化学成分为：C：0.030～0.060，Si：0.20～0.50，Mn：1.50～1.90，Ni：1.50～2.20，Mo：0.20～0.60，Ti：0.050～0.10，S：≤0.010，P：≤0.005，O≤100ppm，N≤50ppm，H≤1ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的气体保护焊丝为低碳Mn‑Ni‑Mo系低裂纹敏感性焊接用低合金钢气体保护焊丝，所述焊丝可进行低合金高强钢无预热焊接或100℃以下低温预热焊接，在保证良好的低温冲击韧性的同时具备低裂纹敏感性。

技术领域

本发明涉及低合金高强钢焊接材料技术领域，尤其是涉及一种气体保护焊丝。

背景技术

低合金高强钢是一类极为重要的工业原材料，其具有良好的焊接性、成本低廉，因此被广泛用于各种焊接结构中。低合金高强钢厚壁结构工程化应用钢级从传统的Q345、Q550、逐渐提升到更高级别。低合金高强钢最显著的特征就是高强度，并具有较强的焊接冷裂纹敏感性。随着焊接结构用钢强度级别的提高、厚度增大，低合金高强钢焊接冷裂纹问题更为显著，此外，随着合金元素的增加，焊接热裂纹问题也会显现。焊接冷裂纹已成为低合金高强钢焊接所面临的主要问题。

传统的焊接工艺中，通常采用焊前预热、焊接过程中保温及焊后加热等措施来防止冷裂纹的产生，这些措施会使得效率降低，成本增加，还会导致工作条件和环境恶化，也会增大焊接热影响区软化倾向。此外，在一些特殊的焊接结构中，很难实现焊前预热甚至不允许采用预热，也明显制约了低合金高强钢的应用。现有的商品化气体保护焊丝通常要求焊接预热温度为100℃～165℃，很难实现低合金高强钢的不预热或低温预热焊接，并且，在未预热的情况下裂纹率也较高，例如700MPa级焊丝未经预热焊接时，裂纹率高达70％。现有技术的气体保护焊丝通常很难保证焊缝处金属在具有低温冲击韧性同时具有低裂纹敏感性。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种气体保护焊丝，所述焊丝为低碳Mn-Ni-Mo系低裂纹敏感性的焊用低合金钢焊丝，适用于不预热焊接或者仅低温预热焊接，在保证焊缝处金属具有低温冲击韧性的同时具有低裂纹敏感性。

为了实现上述目的，本发明的实施方案如下：

在一个实施方案中，本发明提供一种气体保护焊丝，以质量百分比含量计，所述焊丝的化学成分为：C：0.030～0.060，Si：0.20～0.50，Mn：1.50～1.90，Ni：1.50～2.20，Mo：0.20～0.60，Ti：0.050～0.10，S：≤0.010，P：≤0.005，O≤100ppm，N≤50ppm，H≤1ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。

在另一个实施方案中，本发明提供一种气体保护焊丝，以质量百分比含量计，所述焊丝的化学成分为：C：0.030～0.055，Si：0.30～0.40，Mn：1.60～1.80，Ni：1.70～2.20，Mo：0.30～0.55，Ti：0.050～0.090，S：≤0.010，P：≤0.005，O≤100ppm，N≤50ppm，H≤1ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明的各组分的作用以及机理在于：合金元素是影响焊缝组织和性能的重要因素。随着焊丝中合金元素成分和含量变化，焊缝的组织和性能将发生相应改变，对焊丝熔敷金属强度、冲击韧性及裂纹敏感性具有重要的影响。

具体地，C元素能够显著提高焊缝强度，高强度焊缝中随着C含量提高，针状铁素体量增加，先共析铁素体量减少，C元素保证焊缝金属具有一定淬透性，同时也会增大焊缝脆化和裂纹倾向，本发明通过降低C元素含量来降低焊缝裂纹敏感性，以达到降低焊接预热温度的效果。本发明中焊丝中C含量一般控制在治疗含量百分比0.030～0.060的范围内，优选可以控制到低于0.06的范围，例如0.030～0.055之间；例如0.032，0.034，0.036，0.038，0.040，0.042，0.044，0.046，0.048，0.050，0.052，0.054或0.055。