本發明涉及焊接材料領域，具體涉及一種奧氏體不銹鋼埋弧焊絲。

背景技術：

奧氏體系不銹鋼SUS304耐腐蝕性優異，抗拉強度、低溫沖擊韌性等機械性能良好，特別適用于LNG(液化天然氣)儲罐及建筑物構造。軋制奧氏體系不銹鋼SUS304抗拉強度高，一般都在620MPa-660MPa。然而目前普遍采用的308系焊接材料抗拉強度較低，一般在540MPa-590MPa，這種強度上的差異，使焊接接頭在做彎曲實驗時會產生選擇性的變形，造成開裂。

日本8-267282號公報提到，調整合金成分C+N處于合適的量，提高焊縫金屬的強度可以解決以上問題。然而影響焊接因素眾多，熔敷金屬成分中的C、N很容易受到焊接條件及保護氛圍的影響而產生變化，很難精確的控制。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種焊接接頭不易變形、埋弧焊絲力學性能優良、焊接熔敷金屬化學組分穩定的奧氏體不銹鋼埋弧焊絲。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種奧氏體不銹鋼埋弧焊絲，包括埋弧焊絲和熔敷金屬，其特征在于，所述埋弧焊絲由不同重量百分比化學組分：C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Ti、N和Fe組成；所述熔敷金屬由不同重量百分比的化學組分：C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Ti、N和Fe組成。

本發明的有益效果是：通過調控埋弧焊絲的化學組分重量百分比，優化熔敷金屬的化學組分重量百分比，調控熔敷金屬中的Si、Mo、Ti元素重量百分比，使焊接接頭的熔敷金屬化學組分穩定，埋弧焊絲的力學性能優良，焊接接頭在做彎曲實驗時不易選擇性的變形等優點。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以作如下改進：

作為優選方案，所述埋弧焊絲化學組分的重量百分比如下：

C：0.015％-0.02％，

Si：0.55％-0.65％，

Mn：1.8％-2.2％，

P：≤0.02％且＞0％

S：≤0.01％且＞0％，

Cr：19.5％-22.0％，

Ni：9％-11％，

Mo：0.45％-0.55％，

Ti：0.05％-0.1％，

N：0.05％-0.08％，

余量為Fe。

采用上述優選的方案，埋弧焊絲化學組分穩定，其力學性能優良。

作為優選方案，所述埋弧焊絲優選化學組分的重量百分比如下：

C：0.015％-0.017％，

Si：0.58％-0.62％，

Mn：1.85％-2.02％，

P：0.013％-0.017％，

S：0.004％-0.008％，

Cr：20.4％-21.22％，

Ni：9.6％-9.82％，

Mo：0.46％-0.51％，

Ti：0.07％-0.08％，

N：0.052％-0.079％，

余量為Fe。

作為優選方案，所述埋弧焊絲優選化學組分的重量百分比如下：

C：0.015％-0.016％，

Si：0.58％-0.61％，

Mn：1.85％-1.93％，

P：0.013％-0.015％，

S：0.004％-0.005％，

Cr：20.4％-20.6％，

Ni：9.6％-9.8％，

Mo：0.46％-0.47％，

Ti：0.07％-0.08％，

N：0.052％-0.063％，

余量為Fe。

作為優選方案，所述埋弧焊絲化學組分的重量百分比之和為100％。

作為優選方案，所述熔敷金屬化學組分的重量百分比如下：

C：0.015％-0.025％，

Si：0.6％-0.7％，

Mn：1.5％-2％，

P：≤0.02％且＞0％，

S：≤0.01％且＞0％，

Cr：19％-22％，

Ni：9％-11％，

Mo：0.4％-0.55％，

Ti：0.05％-0.1％，

N：0.04％-0.08％，

余量為Fe。

C是強的奧氏體形成元素，過低會使強度降低，含量過高焊接性將嚴重變差，并且容易形成碳化物降低耐蝕性。為保證焊縫的強度、韌性及耐腐蝕性，須將C含量限定在0.015％-0.025％范圍內。

Si是有效的脫氧元素，適當的Si含量可以增加熔融金屬的流動性，但過多的Si會使熔敷金屬的韌性變差，因此Si的含量限定在0.6％-0.7％范圍內。

Mn用于確保焊接部的淬火性而添加。Mn的含量低于1.5％，焊接部的淬火性不足，韌性降低。若Mn量超過2％，則焊接部的強度過多，韌性不足。因此Mn的含量限定在1.5％-2％范圍內。

P含量過高會嚴重降低熔敷金屬的機械性能，因此P的含量需控制在≤0.02％且＞0％范圍內。

S含量過高會嚴重降低熔敷金屬的機械性能，因此S的含量需控制在≤0.01％且＞0％范圍內。

Cr是使不銹鋼獲得耐腐蝕的基本元素，當Cr含量控制在19％-22％范圍內，Cr與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜，可阻止鋼基體進一步腐蝕。

Ni是穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素，可以顯著提高不銹鋼的低溫沖擊韌性，Ni還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能，因此Ni的含量限定在9％-11％范圍內。

Mo是鐵素體形成元素，能夠改善熔敷金屬的耐腐蝕性。熔敷金屬中適當添加Mo，可以有效的提高焊接接頭的強度及熔敷金屬的抗裂性。但如果Mo含量太高則容易形成σ相，因此熔敷金屬中的Mo含量應當控制在0.4％-0.55％。

Ti在焊接時有助于脫氧反應，能夠將焊接金屬中生成的夾雜物的組成控制為對核生成促進有效的Ti系氧化物生成。導致焊接金屬的凝固組織微細，能夠顯著改善高溫裂紋抑制作用，因此熔敷金屬中的Ti含量應當控制在0.05％-0.1％。

N是一種強的奧氏體形成元素，同時可以抑制高溫區形成δ-鐵素體的奧氏體形成元素。在熔敷金屬中適當提高N含量，可以降低貴重金屬Ni的含量，同時由于N是小的間隙型元素，焊縫在快速冷卻時，N沒有充分的時間去擴散，容易在焊縫中析出氮化物。考慮到芯線在冶煉過程中N含量達到的極限，以及焊接過程中N的增加量，熔敷金屬中的N含量應當控制在0.04％-0.08％。

余量的Fe是構成鋼制外皮和/或在焊劑中添加的鐵粉、合金粉的鐵。

作為優選方案，所述熔敷金屬優選化學組分的重量百分比如下：

C：0.019％-0.021％，

Si：0.64％-0.66％，

Mn：1.66％-1.75％，

P：0.015％-0.019％，

S：0.003％-0.006％，

Cr：20.12％-20.72％，

Ni：9.67％-9.73％，

Mo：0.444％-0.482％，

Ti：0.058％-0.062％，

N：0.048％-0.072％，

余量為Fe。

作為優選方案，所述熔敷金屬優選化學組分的重量百分比如下：

C：0.019％-0.021％，

Si：0.64％-0.65％，

Mn：1.66％-1.71％，

P：0.015％-0.016％，

S：0.003％-0.004％，

Cr：20.12％-20.41％，

Ni：9.67％-9.71％，

Mo：0.444％-0.451％，

Ti：0.058％-0.059％，

N：0.048％-0.055％，

余量為Fe。

作為優選方案，所述熔敷金屬化學組分的重量百分比之和為100％。

采用上述優選的方案，所述焊接接頭的熔敷金屬化學組分穩定。

作為優選方案，在焊接狀態下，所述埋弧焊絲的抗拉強度至少不小于600MPa，延伸率至少不小于30％，-196℃沖擊至少不小于33J。

采用上述優選的方案，在焊接狀態下，埋弧焊絲焊接力學性能優良，焊接接頭在做彎曲實驗時不易選擇性變形。

具體實施方式

除非特別指明，以下實施例中化學組分重量百分比均由“火花原子發射光譜儀”檢測；在焊接狀態下，埋弧焊絲的抗壓強度和彎曲性能均通過液壓萬能試驗機檢測，埋弧焊絲的沖擊參數通過沖擊試驗機和沖擊低溫槽檢測。

下面詳細說明本發明的優選實施方式。

實施例1，

為了達到本發明的目的，一種奧氏體不銹鋼埋弧焊絲，包括埋弧焊絲和熔敷金屬，本實施例中的埋弧焊絲被標記為埋弧焊絲1，埋弧焊絲1化學組分的具體重量百分比如下表1：

表1埋弧焊絲1的化學組分重量百分比(％)

所述埋弧焊絲1化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例中的熔敷金屬被標記為熔敷金屬1，熔敷金屬1的化學組分的具體重量百分比如下表2：

表2熔敷金屬1的化學組分具體重量百分比(％)

所述熔敷金屬1化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例的奧氏體不銹鋼埋弧焊絲1在焊接狀態下的力學性能如下表3：

表3奧氏體不銹鋼埋弧焊絲1在焊接狀態下的力學性能

從表2可以觀察到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲1，其熔敷金屬1化學組分穩定；從表3可以看到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲1在焊接狀態下的抗拉強度為685MPa，延伸率為34％，-196℃沖擊為41J，4T彎曲合格，因此其焊接接頭在做彎曲實驗時不易選擇性變形。

實施例2，

為了達到本發明的目的，一種奧氏體不銹鋼埋弧焊絲，包括埋弧焊絲和熔敷金屬，本實施例中的埋弧焊絲被標記為埋弧焊絲2，埋弧焊絲2化學組分的具體重量百分比如下表4：

表4埋弧焊絲2的化學組分重量百分比(％)

所述埋弧焊絲2化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例中的熔敷金屬被標記為熔敷金屬2，熔敷金屬2的化學組分具體重量百分比如下表5：

表5熔敷金屬2的化學組分具體重量百分比(％)

所述熔敷金屬2化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例的奧氏體不銹鋼埋弧焊絲2在焊接狀態下的力學性能如下表6：

表6奧氏體不銹鋼埋弧焊絲2在焊接狀態下的力學性能

從表5可以觀察到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲2，其熔敷金屬2化學組分穩定；從表6可以看到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲2在焊接狀態下的抗拉強度為615MPa，延伸率為37％，-196℃沖擊為42.5J，4T彎曲合格，因此其焊接接頭在做彎曲實驗時不易選擇性變形。

實施例3，

為了達到本發明的目的，一種奧氏體不銹鋼埋弧焊絲，包括埋弧焊絲和熔敷金屬，本實施例中的埋弧焊絲被標記為埋弧焊絲3，埋弧焊絲3化學組分的具體重量百分比如下表7：

表7埋弧焊絲3的化學組分重量百分比(％)

所述埋弧焊絲3化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例中的熔敷金屬被標記為熔敷金屬3，熔敷金屬3的化學組分具體重量百分比如下表8：

表8熔敷金屬3的化學組分具體重量百分比(％)

所述熔敷金屬3化學組分的重量百分比之和為100％，剩余量為Fe。

本實施例的奧氏體不銹鋼埋弧焊絲3在焊接狀態下的力學性能如下表9：

表9奧氏體不銹鋼埋弧焊絲3在焊接狀態下的力學性能

從表8可以觀察到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲3，其熔敷金屬3化學組分穩定；從表9可以看到奧氏體不銹鋼埋弧焊絲3在焊接狀態下的抗拉強度為630MPa，延伸率為36％，-196℃沖擊為38.5J，4T彎曲合格，因此其焊接接頭在做彎曲實驗時不易選擇性變形。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。