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1、(10)申请公布号 CN 101987403 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101987403A*CN101987403A*(21)申请号 201010580933.4(22)申请日 2010.12.09B23K 35/30(2006.01)(71)申请人沈阳航空航天大学地址 110136 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街37号(72)发明人国旭明 莫春立 马红岩 高双胜张占伟(74)专利代理机构沈阳维特专利商标事务所 21229代理人甄玉荃(54) 发明名称一种900MPa级高性能气体保护焊丝(57) 摘要本发明提供了一种900MPa级高性能气体保护焊丝，适合于工程机械、煤矿机。
2、械、铁路桥梁、汽车起重机以及高压容器等重载领域大型重要结构件的焊接。该熔化极气体保护焊焊丝的化学成分(质量百分比，)为：C 0.05-0.10；Si 0.40-0.80；Mn 1.60-2.00；Ni 2.0-2.6；Mo 0.3-0.7；Cr 0.20-0.60；Ti 0.02-0.08；B 0.002-0.006；Zr 0.02-0.08；S0.010；P0.010；O0.003；N0.007，余量为Fe及不可避免的杂质。该焊丝采用Ar+20CO2富氩气体保护焊接，可焊接抗拉强度Rm900MPa的低合金高强度钢，焊缝金属在焊态和焊后调质处理条件下，具有高的强韧性和抗裂性能。(51)Int.。
3、Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页CN 101987403 A 1/1页21.一种900MPa级高性能气体保护焊丝，其特征在于它的化学成分(质量百分比，)为：C 0.05-0.10；Si 0.40-0.80；Mn 1.60-2.00；Ni 2.0-2.6；Mo 0.3-0.7；Cr 0.20-0.60；Ti 0.02-0.08；B 0.002-0.006；Zr 0.02-0.08；S0.010；P0.010；O0.003；N0.007，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种900MPa级高性能气体保护焊丝，其特征在。
4、于它的具体化学成分按质量为：C 0.081；Si 0.68；Mn 1.93；Ni 2.23；Mo 0.52；Cr 0.34；Ti 0.06；B 0.0021；Zr 0.03；S 0.003；P 0.009；O 0.0012；N 0.0054；余量为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种900MPa级高性能气体保护焊丝，其特征在于它的具体化学成分按质量为：C 0.087，Si 0.72；Mn 1.78；Ni 2.18；Mo 0.48；Cr 0.35；Ti 0.08；B 0.0032；Zr 0.04；S 0.004；P 0.006；O 0.0009；N 0.0065，余量为Fe及不可避。
5、免的杂质。4.根据权利要求1所述的一种900MPa级高性能气体保护焊丝，其特征在于它的具体化学成分按质量为：C 0.093；Si 0.79；Mn 1.86；Ni 2.09；Mo 0.47；Cr 0.31；Ti 0.05；B 0.0036；Zr 0.02；S 0.001；P 0.007；O 0.0018；N 0.0062，余量为Fe及不可避免的杂质。5.根据权利要求1所述的一种900MPa级高性能气体保护焊丝，其特征在于焊丝中S0.010；P0.010；O0.003；N0.007，并添加微量的Ti、B与Zr微合金元素，余量为Fe及不可避免的杂质。6.根据权利要求1所述的一种900MPa级高性能气。
6、体保护焊丝，其特征在于该焊丝焊接时应采用Ar+20CO2富氩气体保护焊接。权 利 要 求 书CN 101987403 A 1/3页3一种 900MPa 级高性能气体保护焊丝技术领域0001 本发明属于焊接材料领域，具体为一种杂质含量低，Ti、B、Zr微合金化的高强度高韧性气体保护焊丝，采用Ar+20CO2富氩气体保护，可焊接强度级别大于900MPa的低合金高强度结构钢。背景技术0002 科学技术的不断发展对工程结构和机械零件所使用的钢材的性能提出了越来越高的要求，不仅要具有高的强度，而且还要具有良好的塑性、韧性和优异的焊接工艺性能。新一代900MPa级别的高强度结构钢通过控制碳含量、杂质元素含。
7、量、微合金化以及控制轧制过程和调质处理等手段而得到细晶粒、超洁净度、高均匀性、高强度、高韧性和良好综合性能等特点，在矿山机械、桥梁、铁路、汽车起重机等重载领域得到应用。基于新一代高强钢自身的特点，要求与之配套的焊接材料也应具有高的洁净度、高的强韧性和良好的抗裂性能。然而在现有的焊接材料中能够保证焊缝金属的抗拉强度大于900MPa的气体保护焊丝极少，主要有瑞典OERLIKON公司生产的ED-FK1000实芯焊丝以及中国发明专利公开的“90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝”(公开号CN101244495)。但前一种焊丝的焊缝金属的低温冲击韧性较低，而后一种焊丝中由于含有沉淀强化元素V和Nb，。
8、在焊后热处理过程中将导致焊缝金属的强度显著增加，冲击韧性明显下降，同时该焊丝中S、P含量控制在0.10以下，明显偏高，不利于焊缝金属的抗裂性和低温韧性要求。发明内容0003 本发明的目的在于提供一种杂质元素含量低、微合金化的900MPa级气体保护焊丝，由其采用富氩气体保护焊接得到的熔敷金属的抗拉强度大于900MPa，且具有良好的塑性、韧性和抗裂性能。0004 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：0005 焊丝的主要化学成分(质量百分比，)为：C 0.05-0.10，Si 0.40-0.80，Mn 1.60-2.00，Ni 2.0-2.6，Mo 0.3-0.7，Cr 0.20-0.60，Ti。
9、 0.02-0.08，B0.002-0.006，Zr 0.02-0.08，S0.010，P0.010，O0.003，N0.007，余量为Fe及不可避免的杂质。0006 现将本发明焊丝化学成分设计的依据叙述如下：0007 化学成分C是保证强度的重要因素，但在高强钢焊缝中也是致脆元素，而影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性，所以要严格控制焊丝中的碳含量，使焊缝金属产生低碳马氏体组织。加入Mn、Ni元素可使CCT曲线右移，促使焊缝针状铁素体的形成，而有利于提高焊缝金属的低温韧性。加入Mo、Cr元素，一方面通过固溶强化提高了焊缝金属的强度，另一方面Mo、Cr元素提高了焊缝金属的淬硬性，降低了奥氏体的相转变。
10、温度，促进低温转变产物低碳马氏体的形成，提高了焊缝金属的强韧性。加入少量的Ti、B元素可以进一步细化焊缝组织，Ti与O、N形成的TiO和TiN，作为针状铁素体的形核质点，促进焊缝针状铁素体的形成，而元素B向奥氏体晶界偏聚，降低了晶界能，可抑制高温转变产物的形成。同时Ti在说 明 书CN 101987403 A 2/3页4焊缝中保护B不被氧化。加入少量的Zr元素可与O形成ZrO形核质点，促使焊缝针状铁素体的形成，同时Zr还可与N化合生成氮化锆，降低焊缝中的游离氮，提高焊缝的韧性。S、P、O、N作为杂质元素，含量偏高时，将促使焊缝金属产生热裂纹和冷裂纹，降低焊缝金属的抗裂性能和低温韧性，因此在焊缝。
11、金属中应严格控制。0008 本发明焊丝与现有技术相比，具有如下特点：0009 1.本发明焊丝由于严格控制S、P、O、N等杂质元素含量，而具有良好的抗裂性能和低温韧性。0010 2.本发明焊丝由于不含有V、Nb等沉淀强化元素，适合于焊后要求调质处理的结构件的焊接0011 2.本发明焊丝通过添加微合金元素Ti、B、Zr与O形成形核质点，促使焊缝针状铁素体的形成，而进一步提高了焊缝金属的韧性。0012 3.本发明焊丝采用Ar+20CO2混合气体保护焊接，所得熔敷金属的抗拉强度Rm900MPa，低温韧性AKV-5060J。0013 4.本发明焊丝适用于工程机械、煤矿机械、铁路桥梁、汽车起重机以及高压容。
12、器等重载领域大型重要结构件的焊接生产。具体实施方式0014 下面结合实施例对本发明作进一步说明。0015 根据本发明的化学成分范围，采用真空感应炉(是否为市售产品，对规格有要求吗？)冶炼了三炉焊丝钢(具体的工艺步骤，如：温度、时间等技术要求)，经锻造、轧制、拔丝、镀铜和缠轴等工序，加工成了直径1.2mm的成品焊丝，焊丝的化学成分如表1所示。三种焊丝采用Ar+20CO2富氩气体保护进行焊接，所得熔敷金属的机械性能如表2所示。0016 表1实施例焊丝的化学成分(质量百分比，)0017 0018 表2实施例焊丝熔敷金属的机械性能说 明 书CN 101987403 A 3/3页50019 0020 上述表1中的焊丝所列化学成份中余量为Fe及不可避免的杂质。0021 通过实验，只有焊丝中S0.010，P0.010，O0.003，N0.007，且添加微量的Ti、B、Zr等微合金元素才能保证焊缝金属具有良好的抗裂性能和低温韧性。说 明 书。