[发明专利]一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝及焊接方法

说明书

本发明公开了一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝及其焊接方法，所述一套焊丝包括两种焊丝，所述焊接方法，第一，对超高强钢的待连接部位进行开坡口；第二，对超高强钢进行预热；第三，使用双丝气体保护焊设备进行多层焊接；第四，对超高强钢焊接构件进行焊后热处理。本发明提供的双丝气体保护焊焊丝及其焊接方法，能够方便的实现焊缝金属的复杂合金化，形成优良的组织结构，焊接效率高，焊接过程稳定，飞溅少，焊接接头应力和变形小，氢致裂纹敏感性低，能够有效控制各种裂纹的产生，焊缝化学成分均匀，热影响区小，能够实现焊缝和热影响区的强度和韧性的综合匹配，满足焊接接头力学性能要求。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝及焊接方法。

背景技术

随着冶金、矿山、工程机械、电力、船舶、石油化工等工业的迅速发展，对高性能钢铁材料的需求越来越高，为了满足这一需求，钢铁企业通过采用微合金化技术、高纯净度熔炼技术、以快速冷却为核心的热机械控制工艺、热处理工艺等新技术开发了一系列回火马氏体和贝氏体超高强钢。然而，随着钢材的强度的提高，焊接的难度越来越大，与之匹配的焊接技术出现相对滞后的状况，限制了钢材的推广应用。

由于超高强钢化学成分中的合金系统复杂，大多数钢均具有较高的淬硬倾向，采用常规熔焊等焊接方法在焊接超高强钢时，尽管实现了焊接接头的超高强度要求，然而，焊缝金属易产生冷裂纹，焊接接头脆化，冲击韧性较低，严重制约着超高强度钢的推广使用，由于韧性和强度是一倒置关系，对组织特征的要求互相矛盾，采用传统焊接材料和焊接方法难以实现二者之间的综合匹配。

为防止焊接冷裂纹的产生和改进焊接接头性能，需要对待焊工件进行预热，层间温度控制、焊后消氢处理等工艺。中国发明专利CN109226941 A公开了一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法，钢板厚度为8-12mm，采用V型坡口对接，通过严格控制预热温度、层间温度、热输入量、焊后消氢处理等工艺进行单面焊双面成型，焊接接头抗拉强度≥1000MPa，面弯和背弯均合格，焊缝、熔合区、热影响区-40℃冲击功≥27J。中国发明专利CN105522262 B公布了屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，钢板厚度为4-30mm，对于厚度＞10mm的焊接母材的钢板对接接头处开双面对称X型坡口，厚度≤10mm的钢板对接接头处开V型坡口，通过选择合适的焊接线能量、焊前预热温度、施焊方式以及焊道层间温度、焊后缓冷、回火处理的方式，达到了有效避免超高强度钢的焊接冷裂纹的出现。

目前，如何提高焊接效率、防止超高强钢焊接冷裂纹产生和确保焊接接头具有优良的综合力学性能是超高强度钢焊接技术的关键，采用传统的焊接材料和焊接工艺对焊接接头的性能改进有限，很难综合调控强度和韧性的矛盾，为了彻底解决这一难题，必须开发新型焊接材料及配套的优质、高效的焊接新技术。

发明内容

针对超高强钢焊接用焊丝匹配困难，焊接效率低，焊接应力大，焊接过程中容易产生裂纹，氢致裂纹敏感性高，强度和韧性调控困难，焊接接头综合性能难以满足日益增长的市场需求，本发明提出了一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝及焊接方法。

本发明提出的一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝，包括两种焊丝，分别为焊丝1和焊丝2，焊丝1组分及其质量百分比为：45％≤Ni≤55％，17％≤Cr≤20％，18％≤Co≤25％，3％≤Mo≤6％，1％≤W≤3％，1％≤Nb≤3％，0.7％≤Si≤2％，0.02％≤B≤0.04％，0.01％≤Mg≤0.05％，0.04％≤Y≤0.14％，以上各组分的质量百分比总和为100％，焊丝2组分及其质量百分比为：36％≤Ni≤44％，24％≤Cr≤28％，5％≤Co≤10％，15％≤Ti≤20％，6％≤Al≤10％，0.40％≤Mn≤1.40％，0.01％≤Ca≤0.04％，0.05％≤C≤0.10％，以上各组分的质量百分比总和为100％。

本发明提供的一套用于超高强钢焊接的双丝气体保护焊焊丝成分作用为：