一種用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種焊接材料，屬于焊接材料領域，具體地涉及一種用于高溫鋼板的 氬弧焊實心焊絲。
【背景技術】
[0002] 耐熱鋼的發展與能源、動力機械的進步有著密切的關系。在火力發電、原子能、宇 航、航空、石油和化學工業等新技術開發領域中，耐熱鋼性能的優劣是其成功與否的關鍵性 環節，因此，近年來耐熱鋼的重要性日益提高。同時，對于耐熱鋼配套焊絲的開發也是推進 這些行業發展的重點。但目前的用于耐熱鋼焊接的焊絲存在高溫持久強度不足，應用在工 作溫度在580°C以下鍋爐受熱面管子和540°C以下蒸汽管道及高壓容器、石油精煉設備的 氬弧焊和全氬焊的焊接效果差。
[0003] 為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介 紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題：針對現有的用于耐熱鋼焊接的焊絲存在高溫持久強 度不足的問題，現提供一種可確保焊縫高溫持久強度優異的用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊 絲。
[0005] 本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：
[0006] 一種用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲，其特征在于，所述氬弧焊實心焊絲含有以 下質量百分含量的成分：
[0007] C :0· 05 ~0· 12% ;
[0008] Mn :0. 75 ~1. 05% ;
[0009] Si :0· 45 ~0· 70% ;
[0010] Cr :1. 10 ~L 40% ;
[0011] Mo :0. 45 ~0. 65% ;
[0012] V :0· 20 ~0· 35% ;
[0013] S 彡 0.025%;
[0014] P 彡 0.025%;
[0015] Cu ^ 0. 30% ；
[0016] Ti 彡 0.50%;
[0017] 余量為鐵及不可避免的雜質。
[0018] 在本發明的一個優選實施例中，所述氬弧焊實心焊絲在煉鋼過程中添加鈦稀土合 金，該鈦稀土合金的添加量為0. 20~1. 20%。
[0019] 在本發明的一個優選實施例中，熔敷金屬的化學成分中Ti :0. 03~0. 10%。
[0020] 本發明的氬弧焊實心焊絲中化學成分設計原則如下：
[0021] 成分 C
[0022] C元素在低合金鋼中是必不可少的元素，可以有效地提高焊縫強度。但過高的C含 量可能會惡化焊接性，增加冷裂傾向，降低熔敷金屬的韌性，因此將本發明中的C含量控制 為 0· 05 ~0· 12%。
[0023] 成分 Mn
[0024] 添加 Mn元素為熔敷金屬提供了一定的強度保障，有利于細化焊縫組織，同時，在 反應的過程中也有利于脫氧和脫硫，但是成分Mn超過1. 5%后，可能會在焊縫中形成貝氏 體和馬氏體等脆性組織，因此將本發明中的Mn含量控制為0. 75~1. 05 %。
[0025] 成分 Si
[0026] Si元素的加入可以改善恪池的流動性，也能夠起到脫氧的作用，但同時，一旦Si 含量過高，也會出現夾渣或結晶裂紋等不利的影響，還可能會造成嚴重的飛濺，影響工藝性 能，因此將本發明中的Si含量控制為0. 45~0. 70%。
[0027] 成分 Cr
[0028] Cr元素的加入主要起到抗氧化的作用，在氧化性氣氛和較低溫度下，能形成一層 附著性很強，致密的氧化物薄膜。本發明中的Cr含量控制為1. 10~1. 40%。
[0029] 成分 Mo
[0030] Mo元素的含量在0.50%左右時，能降低或抑制其他元素導致的回火脆性，并且能 夠提高鋼的熱強行和蠕變強度。故本發明中的Mo含量控制為0. 45~0. 65%。
[0031] 成分 V
[0032] V元素的加入也可以通過形成細小彌散的碳化物來提高耐熱鋼的熱強性。本發明 中的V含量控制為〇. 20~0. 35 %。
[0033] 成分 Ti
[0034] Ti元素的少量添加一方面可以起到脫氧的作用，使得焊縫組織更純凈，另一方面， 通過形成TiC的析出，也可產生彌散強化作用。因而本發明中，控制Ti含量Ti < 0. 50%。
[0035] 成分P、S、Cu作為雜質元素應控制在合理范圍，因而本發明中，控制其含量 S 彡 0· 025%，P 彡 0· 025%，Cu 彡 0· 30%。
[0036] 由于采用了如上的技術方案，本發明的有益效果在于：
[0037] (1)選擇合理的成分范圍，并且在冶煉中添加鈦稀土合金，使得該焊絲所得的焊接 接頭綜合性能良好，焊接接頭抗拉強度彡540MPa，屈服強度彡440MPa，伸長率彡17%，常溫 沖擊吸收功彡47J，580°C的10萬小時高溫持久強度彡60MPa。
[0038] 并且可廣泛應用于工作溫度在580°C以下鍋爐受熱面管子和540°C以下蒸汽管道 及高壓容器、石油精煉設備（如12CrlM 〇V、T/P11等鋼）的手工鎢級氬弧焊打底及全氬焊。
[0039] 另外，對Ti元素的含量范圍作出了嚴格規定（即0.03~0. 10%)，確保了優異的 高溫持久強度性能（即580°C的10萬小時高溫持久強度彡60MPa)。
【具體實施方式】
[0040] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，進一步 闡述本發明。
[0041] 實施例1
[0042] 采用30噸電爐煉鋼，并爐外精煉成鋼坯、乳制成盤條、拉拔、切斷等工序制得直徑 2. 5mm、長Im的實心焊絲，其中，在煉鋼過程中添加鈦稀土合金。該焊絲的主要化學成分（質 量百分比）為：C :0· 081%、Mn :0· 91%、Si :0· 51%、S :0· 009%、P :0· 003%、Cr :1. 19%、Mo : 0. 53%、V :0. 21%、Ti :0. 050%、Cu :0. 05%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0043] 焊絲焊接工藝參數如表1所示，在12CrIMoV的板上進行對接焊接試驗。該鋼板成 分為：C:0. 10%，Si :0· 25%，Mn :0· 54%，Cr :1· 04%，Mo :0· 31%，V :0· 22%。
[0044] 焊后對試板進行730°C X4小時的熱處理，并取樣進行焊縫金屬的拉伸試驗、沖擊 試驗、高溫持久強度試驗，具體結果如表2所示。
[0045] 實施例2 :
[0046] 采用30噸電爐煉鋼，并爐外精煉成鋼坯、乳制成盤條、拉拔、切斷等工序制得直徑 2. 5mm、長Im的實心焊絲，其中，在煉鋼過程中添加鈦稀土合金。該焊絲的主要化學成分（質 量百分比）為：C :0· 090%、Mn :0· 90%、Si :0· 56%、S :0· 010%、P :0· 004%、Cr :1. 24%、Mo : 0. 56%、V :0. 22%、Ti :0. 055%、Cu :0. 06%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0047] 焊絲焊接工藝參數如表1所示，在12CrIMoV的板上進行對接焊接試驗。鋼板的化 學成分與力學性能同實施例1。
[0048] 焊后對試板進行730°C X4小時的熱處理，并取樣進行焊縫金屬的拉伸試驗、沖擊 試驗、高溫持久強度試驗，具體結果如表2所示。
[0049] 表1焊接參數工藝表
【主權項】
1. 一種用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲，其特征在于，所述氬弧焊實心焊絲含有以下 質量百分含量的成分： C:0? 05 ~0? 12% ; Mn:0. 75 ~1. 05% ; Si:0. 45 ~0. 70% ; Cr:1. 10~L40% ; Mo:0. 45 ~0. 65% ; V:0. 20 ~0. 35% ; S^O. 025% ； P^O. 025% ； Cu^ 0. 30% ； Ti^ 0. 50% ； 余量為鐵及不可避免的雜質。
2. 如權利要求1所述的用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲，其特征在于，所述氬弧焊實 心焊絲在煉鋼過程中添加鈦稀土合金，該鈦稀土合金的添加量為〇. 20~1. 20%。
3. 如權利要求1所述的用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲，其特征在于，熔敷金屬的化 學成分中Ti:0. 03~0. 10%。
【專利摘要】本發明公開了一種用于高溫鋼板的氬弧焊實心焊絲，所述氬弧焊實心焊絲含有以下質量百分含量的成分：C：0.05～0.12％；Mn：0.75～1.05％；Si：0.45～0.70％；Cr：1.10～1.40％；Mo：0.45～0.65％；V：0.20～0.35％；S≤0.025％；P≤0.025％；Cu≤0.30％；Ti≤0.50％；余量為鐵及不可避免的雜質。本發明的有益效果在于：選擇合理的成分范圍，并且在冶煉中添加鈦稀土合金，使得該焊絲所得的焊接接頭綜合性能良好，焊接接頭抗拉強度≥540MPa，屈服強度≥440MPa，伸長率≥17％，常溫沖擊吸收功≥47J，580℃的10萬小時高溫持久強度≥60MPa。
【IPC分類】B23K9-16, B23K35-30
【公開號】CN104785953
【申請號】CN201510179766
【發明人】吳寶鑫, 楊光磊, 公茂濤, 劉亮, 劉晟
【申請人】上海電力修造總廠有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月16日