[发明专利]一种含钛气保焊丝焊接用钢及其生产方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，具体公开一种含钛气保焊丝焊接用钢及其生产方法。所述含钛气保焊丝焊接用钢的化学成分组成以质量百分含量计为：C：0.03～0.08％；Mn：1.45～1.55％；Si：0.80～0.95％；P≤0.012％；S≤0.008％；Cr：0.10～0.20％；Ti：0.05～0.12％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的含钛气保焊丝焊接用钢，抗拉强度≥580N/mm²，伸长率≥40％，收缩率≥75％，具有较高的强度和断面收缩率，有效降低了焊丝焊缝与基材强韧性的差异，能够满足焊接用钢的使用要求。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种含钛气保焊丝焊接用钢及其生产方法。

背景技术

目前，气体保护焊技术已经成为普及的焊接方式之一，在工程机械结构件的生产中占有70％的使用率，具有焊接速度快、焊接范围广、焊接质量好、引弧性能好、溶敷效率高等多项优点。

随着工程机械新钢种强度与韧性的不断提高，现有焊丝焊缝强韧性与基材相比差距较大，故对气保焊丝焊接用钢的要求也相应的逐渐提高，特别是对焊接用钢的力学性能强度下限值提高接近40N/mm²，断面收缩率提高近15％，增加了焊接用钢的生产难度。尽管有一些高强度的气体保护实芯焊丝，可保证焊缝金属的高强度，但上述焊丝都需要焊前预热以保证焊缝金属不开裂，焊前预热降低了施工效率。

因此，急需研发一种具有高强度、高冲击吸收功及高断面收缩率的气保焊丝焊接用钢。

发明内容

针对现有气保焊丝焊接用钢存在的强度和断面收缩率不足导致的焊丝焊缝强韧性与基材相比差距较大的问题，本发明提供一种含钛气保焊丝焊接用钢及其生产方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种含钛气保焊丝焊接用钢，所述焊接用钢的化学成分组成以质量百分含量计为：C：0.03～0.08％；Mn：1.45～1.55％；Si：0.80～0.95％；P≤0.012％；S≤0.008％；Cr：0.10～0.20％；Ti：0.05～0.12％，余量为Fe和不可避免的杂质。

其中，本发明提供的含钛气保焊丝焊接用钢中主要的合金元素为Cr、Ti，由于此钢为高强焊接用钢，Cr和Ti均与C形成稳定的碳化物，Cr能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的强度、硬度和耐磨性而不使钢变脆。Ti和氧、氮、碳都有极强的亲和力，和硫的亲和力也强于铁和硫的亲和力。由于钢中的Ti和C形成十分稳定的碳化钛，在一般热处理的奥氏体化温度范围内，碳化钛极难溶解，使奥氏体晶粒细化，奥氏体分解转变时，新相晶核形成的机会增多，进而加速奥氏体的转变，进一步地提高钢的强度。

相对于现有技术，本发明提供的含钛气保焊丝焊接用钢，通过添加Ti微合金元素，Ti、Cr协同作用形成稳定的碳化物，提高了钢的综合力学性能，并通过对吹炼、精炼过程中工艺参数控制，进一步降低P、S元素含量，保证了钢具有良好的内部质量：化学成分均匀、非金属夹杂物含量低和钢质纯净；再经过连铸、加热、轧制和吐丝，使所得焊接用钢的性能满足：抗拉强度(Rm)达到580～600N/mm²，伸长率(A)≥40％，收缩率(Z)≥75％。本发明提供的焊接用钢强度适中，断面收缩率明显提高，满足设计需求，实现了焊接用钢稳定控制，有助于降低焊丝焊缝与基材强韧性的差异。

本发明还提供了上述含钛气保焊丝焊接用钢的生产方法，包括吹炼、精炼、连铸、加热、轧制和吐丝工序。

相对于现有技术，本发明提供的含钛气保焊丝焊接用钢的生产方法，先通过吹炼、精炼工序，调节主要元素含量并控制P、S元素含量，使钢的化学成分均匀、非金属夹杂物含量低；再通过连铸和加热工序，使坯料加热均匀，合金元素充分固溶；然后通过轧制工序及吐丝工序，保证了钢最终性能稳定。本发明生产的焊接用钢致密度高，成本低，力学性能稳定，钢强度适中，断面收缩率明显提高，有效降低了焊丝焊缝与基材强韧性的差异，能够满足焊接用钢的使用要求。