本技术属于焊接材料,涉及一种气体保护焊焊丝、气体保护焊焊丝钢盘条及其生产方法。
背景技术:
1、钢铁是金属材料中应用最为广泛的材料,通常采用焊接方式来连接,其中较常用的焊接方式是气体保护焊接。
2、为了使焊缝金属具有高强度,通常在气体保护焊焊丝中添加了较多的合金元素cr、ni、mo,合金元素cr、ni、mo含量的增加会导致奥氏体的稳定性提高,经过斯太尔摩冷却线加保温罩缓冷或空冷后,相应的气体保护焊焊丝钢盘条的组织中含有大量的马氏体-奥氏体,马氏体-奥氏体的变形能力有限,不利于盘条的后续拉拔,容易拉拔断丝。
3、为了降低生产成本,提高生产效率,目前焊丝厂通常在粗拉前退火,粗拉后不进行退火。但未经冷变形的马氏体-奥氏体在退火过程中难以分解,且粗拉后的加工硬化作用也无法消除,因而在后续的精拉工序中马氏体-奥氏体极易成为裂纹源,从而引发断裂,严重影响焊丝厂的生产效率。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本技术的目的在于提供一种气体保护焊焊丝、气体保护焊焊丝钢盘条及其生产方法。
2、为实现上述申请目的之一,本技术一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,所述生产方法包括依序进行的如下工序:
3、(1)钢水冶炼工序
4、冶炼所得钢水的化学成分以质量百分比计包括:c 0.08~0.11%,si0.45~0.65%,mn 1.6~1.8%,cr 0.25~0.40%,ni 1.3~1.5%,mo 0.2~0.3%,v0.06~0.10%,s 0.008~0.015%,p≤0.015%,其余为fe及不可避免的杂质;
5、(2)连铸工序
6、将冶炼所得钢水浇铸成小方坯,控制钢水的过热度为25~45℃,连铸拉速为2.6~2.8m/min;
7、(3)高线轧制工序
8、将连铸工序所得小方坯加热后先后进行粗轧、精轧,得到盘条,加热时的均热温度为1100~1150℃,均热时间为40~60min,精轧开轧温度为920~960℃,吐丝温度为810~850℃;
9、(4)淬火工序
10、将轧制所得盘条浸入水槽中进行淬火,获得盘条。
11、其中,化学成分中,c可有效提升焊缝的强度,但过多的c会促进淬硬组织的形成,进而恶化低温冲击韧性,同时会增加裂纹敏感性,影响焊接性能,本技术中控制c含量为0.08~0.11%。
12、si、mn是焊接过程中的脱氧元素,mn还可有效提高焊缝强度;但si、mn含量过高会降低焊缝的低温冲击韧性,本技术中控制si含量为0.45~0.65%,mn含量为1.6~1.8%。
13、cr、mo通过固溶强化作用可以提升焊缝强度,但cr、mo含量过高时会促进淬硬组织的生成,恶化冲击韧性,本技术中控制cr含量为0.25~0.40%,mo含量为0.2~0.3%。
14、ni既可以提高焊缝低温冲击韧性,又可以提高焊缝强度,但由于其价格昂贵,基于成本的考虑,本技术中控制ni含量为1.3~1.5%。
15、v可与c、n形成碳化物、氮化物,该析出相不但可以起到析出强化的作用,还可以促进晶内铁素体形成,提高焊缝的低温冲击韧性,但v含量过高会促进淬硬组织的生成,损害低温冲击韧性,本技术中控制v含量为0.06~0.10%。
16、s可以提高焊接熔池流动性,保证良好的焊缝成型,但过高的s含量容易引发热裂纹,本技术中控制s含量为0.008~0.015%。
17、p会偏聚在钢的晶界处,增加钢的冷脆性,过高的p含量会显著降低焊缝的低温冲击韧性,本技术中控制p含量≤0.015%。
18、综上所述,上述化学元素及重量百分比范围的合理设置可确保焊缝金属的强度、低温冲击韧性和抗裂性具有良好的性能匹配,提高焊缝金属抵抗裂纹形成的能力;并且在c、si、mn、p、ni、cr、mo的质量百分比合理设计的基础上,管控s的含量,有利于熔敷金属流动,提高焊缝成型性。
19、通过对钢水冶炼工序所得钢水的化学组分进行限定,进一步结合对连铸工序、高线轧制工序、淬火工序的控制,可以使盘条得到完全的马氏体组织,避免了马氏体-奥氏体的生成,并且所得盘条经过一次退火后,可实现不间断拉拔,拉拔不断丝,从而可以大大提高焊丝厂的生产效率和成材率,节约成本。
20、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述钢水冶炼工序包括转炉冶炼和lf精炼步骤;
21、所述转炉冶炼步骤中,将由未经过预脱硫的铁水和废钢组成的冶炼原料加入转炉中进行冶炼,控制转炉渣的碱度为3.0~3.5;出钢1/3时将硅铁、低碳锰铁、低碳铬铁、石灰依序加入到钢水中进行脱氧合金化;
22、所述lf精炼步骤中,将所述转炉冶炼步骤所出钢水送入lf精炼炉中进行化学成分调整和温度调控,控制精炼渣的碱度为2.5~2.9,待钢水的成分达到目标成分后进行软搅拌;其中,所述精炼渣的化学组分以质量百分比计包括:caf26~10%,bao 8~13%。
23、本技术中铁水不经过预脱硫,通过在lf精炼步骤中调控精炼渣的碱度、以及精炼渣中caf2、bao的含量进行脱硫,不仅缩短了生产流程,而且避免了铁水在预脱硫工序的温降,进而可提高转炉冶炼的废钢占比,有利于节能减排。
24、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述转炉冶炼步骤中,铁水中s含量≤0.05%,铁水温度≥1350℃,冶炼原料中铁水的质量百分比为77~82%;出钢温度为1650~1690℃。
25、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述转炉冶炼步骤中,低碳锰铁中的c含量≤0.7%,低碳铬铁中c含量≤0.25%。通过控制合金中的c含量可以避免钢水增碳,使得钢水的成分符合要求。
26、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述lf精炼步骤中,软搅拌时钢包底吹氩气的流量为60~90nl/min,软搅拌时间>15min。如此可以促进夹杂物上浮,从而减少盘条中的夹杂物数量,以降低焊接过程中的飞溅。
27、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述连铸工序中,采用大包长水口及氩封、低碳碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇铸,低碳碱性中间包覆盖剂中的c含量≤2%,浸入式水口的深度为100~150mm,氩封压力为0.3mpa,结晶器水量为1725±25l/min。通过使用全保护浇铸以及控制浸入式水口的深度、氩封压力和结晶器水量可以避免铸坯表面出现夹渣和裂纹,有利于后续高线轧制工序中控制盘条的表面质量;控制中间包覆盖剂的c含量可避免钢水的增碳,使得小方坯的成分符合要求。
28、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述淬火工序中,水槽内采用辊道对盘条进行输送,水槽长度为15~20m,辊道速度为0.3~0.5m/s。这样可以使盘条冷却充分,提升盘条组织和性能的均匀性,改善拉拔性能,还可以减小盘条表面的氧化皮厚度,同时避免氧化皮中的feo转变成难以去除的fe3o4,有利于焊丝厂去除氧化皮,进而提高成品焊丝的表面质量。
29、为实现上述申请目的之一,本技术一实施方式还提供了一种气体保护焊焊丝钢盘条,其采用如前所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法制备而成。
30、作为本技术一实施方式的进一步改进,所述盘条的抗拉强度为1100~1200mpa,面收缩率≥55%;
31、经过一次退火处理后,所述盘条的抗拉强度≤700mpa,面收缩率≥75%;
32、其中,一次退火处理时的退火温度为600~650℃,退火时间为3~5h。
33、采用上述生产方法制备而成的盘条具有优异的抗拉强度和面收缩率,在经过一次退火处理后,所述盘条仍然具有优异的的抗拉强度和面收缩率,为后续拉拔不断丝奠定了基础。
34、为实现上述申请目的之一,本技术一实施方式还提供了一种气体保护焊焊丝,其由前述的气体保护焊焊丝钢盘条为母材拉拔制备而成;
35、采用所述焊丝进行熔敷金属试验,所得焊缝金属的抗拉强度≥800mpa,
36、-40℃低温冲击功≥110j。也就是说,所述焊丝应用于气体保护焊接中可保证焊缝金属具有优良的力学性能。
1.一种气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括依序进行的如下工序:
2.根据权利要求1所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述钢水冶炼工序包括转炉冶炼和lf精炼步骤;
3.根据权利要求2所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼步骤中,铁水中s含量≤0.05%,铁水温度≥1350℃,冶炼原料中铁水的质量百分比为77~82%;出钢温度为1650~1690℃。
4.根据权利要求2所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼步骤中,低碳锰铁中的c含量≤0.7%,低碳铬铁中c含量≤0.25%。
5.根据权利要求2所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述lf精炼步骤中,软搅拌时钢包底吹氩气的流量为60~90nl/min,软搅拌时间>15min。
6.根据权利要求1所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述连铸工序中,采用大包长水口及氩封、低碳碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇铸,低碳碱性中间包覆盖剂中的c含量≤2%,浸入式水口的深度为100~150mm,氩封压力为0.3mpa,结晶器水量为1725±25l/min。
7.根据权利要求1所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法,其特征在于,所述淬火工序中,水槽内采用辊道对盘条进行输送,水槽长度为15~20m,辊道速度为0.3~0.5m/s。
8.一种气体保护焊焊丝钢盘条,其特征在于,采用如权利要求1至7任一项所述的气体保护焊焊丝钢盘条的生产方法制备而成。
9.根据权利要求8所述的气体保护焊焊丝钢盘条,其特征在于,所述盘条的抗拉强度为1100~1200mpa,面收缩率≥55%;
10.一种气体保护焊焊丝,其特征在于,所述气体保护焊焊丝由权利要求8至9任一项所述的气体保护焊焊丝钢盘条为母材拉拔制备而成;
