焊接性优异的冷轧钢板及其制造方法与流程

专利2026-02-01  6


本发明涉及一种钢板。更详细地,本发明涉及一种焊接性优异的冷轧钢板及其制造方法。


背景技术:

1、通常,作为焊接生产性最高以及在不同位置容易焊接的焊接方法,有一种方法是药芯焊接(flux cored welding,fcw)法。所述药芯焊接法中使用的焊接材料是药芯焊丝,如下制成:将使用焊条用冷轧钢板拉拔的钢带(strip)加工成u形,加工后的u形管中加入焊剂(flux)。对于所述焊剂,将焊剂成分和各种合金元素按照目的混合成高纯度粉末形态后加入,以提高焊条的使用特性,所述焊剂成分包含氧化剂,以确保焊接性,然后加工成o形制成焊接用焊丝。如上所述,加入所述焊剂成分是为了确保焊接操作性,而加入合金元素是为了确保适合于焊条用途的特性。

2、此时,通过改变以高纯度粉末形态加入的焊芯中合金元素的种类和加入量来确保焊条材料所需的各种特性。例如,为了生产需要优异的低温韧性的焊接部件,将合金元素和焊剂混合后一起装入加工的焊丝焊芯部,以改善低温韧性。

3、另外,作为用于制造所述药芯焊丝的焊丝用冷轧钢材使用低碳钢,而在一些特殊用途中使用不锈钢。由于所述低碳钢基底的焊条用冷轧钢材是低合金钢,需要将大量合金元素加入焊芯中,以确保根据焊条使用环境的焊条特性。然而,对于所述焊条中使用的材料,需要加入适当水平的焊剂,以确保焊接操作性,因此存在焊芯中合金元素加入量受到限制的问题。具体地,在焊条用钢材的中心部位,氧化剂、熔渣形成剂、电弧稳定剂和合金成分都需要大量加入,但是一般焊丝钢材中填充极限为约30至60%的溶剂量(包含焊剂),因此尽管根据所填充的合金元素有些差异,以重量计极限为约15至25%。

4、在这种情况下,如果增加合金元素的加入量以确保焊条的使用特性,则焊剂成分会受到限制,存在难以确保稳定的焊接特性的问题。另外,由于这些合金元素需要以高纯度粉末形态加入,不仅成为焊条制造成本上升因素,而且随着所加入的大部分合金元素的比重变高,焊接操作时熔化的添加成分引起焊接部偏析,存在成为导致焊接缺陷的因素的问题。

5、对于焊丝用不锈钢,钢成分中存在的镍(ni)的合金元素量基本上多于一般碳钢,因此一定程度上可以减少与焊剂一起加入的焊芯合金元素的加入量,但是作为高合金钢材,由于原板材料的价格较高,存在仅适用于特殊用途的问题。另外,对于所述不锈钢基底的焊条用钢材,需要解决额外工艺导致制造成本上升的问题,比如加工焊丝时加工硬化导致发生断线的情况较多,需要额外实施退火热处理。

6、因此,目前一般采用如下方法:将低碳钢作为要求加工性(具体为拉拔加工性)和强度、韧性的焊丝用冷轧钢材,制管后装入焊剂时,与焊剂成分一起装入调配成高纯度粉末形态的高价合金元素,以确保强度和低温韧性。如上所述,为了确保特性而加入的合金粉末是高纯度粉末,不仅价格昂贵,而且随着加入量增多,存在用于确保焊接稳定性的焊剂成分的加入条件受到限制的问题。

7、另外,由于所加入的高价合金元素在所述焊剂中引起偏析现象,存在焊接操作性劣化的问题。例如,作为用于制造所述药芯焊丝用钢板的方法,尝试了通过加入钛(ti)等成分来制造冲击韧性和强度特性优异的焊条用钢的方法。然而,由于所述方法大量加入高价合金元素,存在成本上升的问题以及钢材的延性低导致很难确保拉拔加工性的问题。

8、另外,已经提出了一种技术,通过焊剂原料中加入钛(ti)和镁(mg)等原料来促进熔融金属的脱氧反应,以减少焊接缺陷。然而,为了充分获得熔融金属的脱氧效果,需要焊剂中加入很多合金元素,但是如此焊剂中加入很多合金元素,就会发生焊接时微细粒子四处迸飞的飞溅(spatter)现象,因此存在焊接操作性下降的问题。

9、因此,实际上需要开发一种利用药芯焊丝焊条用冷轧钢板的焊接钢材及其制造方法,可以获得超低温用环境下强度和低温韧性优异的焊接部,而且具有优异的焊接操作性和拉拔加工性。


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明所要解决的技术问题是提供一种药芯焊丝焊条用冷轧钢板,可以获得超低温用环境下强度和低温韧性优异的焊接部,而且具有优异的焊接操作性和拉拔加工性。

3、本发明所要解决的另一技术问题是提供一种具有上述优点的冷轧钢板的制造方法。

4、(二)技术方案

5、根据本发明的一个实施例的冷轧钢板,以重量%计,所述冷轧钢板包含碳(c):0.01至0.05%、锰(mn):0.6至1.2%、硅(si):0.05%以下且0%除外、磷(p):0.0005至0.01%、硫(s):0.008%以下且0%除外、铝(al):0.0005至0.015%、氮(n):0.0005至0.003%、钨(w):0.1至0.4%、铬(cr):1.0至2.0%、锆(zr):0.05至0.15%、余量的fe和不可避免的杂质,焊接部件屈服强度可为500mpa以上。

6、在一个实施例中,冷轧钢板可以是以下式1的fcw,a值满足40至150。

7、<式1>

8、fcw,a=(2.5×[mn]+1.8×[cr]+24×[al])×(18×[w])×(45×

9、[zr])/(34×[c])

10、在所述式1中,[mn]、[cr]、[al]、[w]、[zr]和[c]各自以重量%表示mn、cr、al、w、zr和c的含量。

11、在一个实施例中,冷轧钢板可以是以面积%计,由渗碳体和贝氏体中至少一种以上构成的组织分数为1至7%以及余量包含铁素体。在一个实施例中,冷轧钢板可以是延伸率为35%以上。在一个实施例中,冷轧钢板可以是焊接部偏析指数小于0.15%。在一个实施例中,冷轧钢板可以是-40℃下的冲击能量为50j以上。

12、根据本发明的另一个实施例的冷轧钢板的制造方法可以包含:对钢板坯进行加热的步骤,以重量%计,所述钢板坯包含碳(c):0.01至0.05%、锰(mn):0.6至1.2%、硅(si):0.05%以下且0%除外、磷(p):0.0005至0.01%、硫(s):0.008%以下且0%除外、铝(al):0.0005至0.015%、氮(n):0.0005至0.003%、钨(w):0.1至0.4%、铬(cr):1.0至2.0%、锆(zr):0.05至0.15%、余量的fe和不可避免的杂质;对加热后的板坯以820至880℃的精轧温度进行热轧的步骤;将热轧后的热轧钢板在580至700℃下卷取的步骤,将卷取后的所述热轧钢板冷轧至50至90%的步骤;以及对冷轧后的冷轧钢板以700至850℃范围进行退火的步骤。

13、在一个实施例中,所述板坯可以是以下式1的fcw,a值满足40至150。

14、<式1>

15、fcw,a=(2.5×[mn]+1.8×[cr]+24×[al])×(18×[w])×(45×

16、[zr])/(34×[c])

17、在所述式1中,[mn]、[cr]、[al]、[w]、[zr]和[c]各自以重量%表示mn、cr、al、w、zr和c的含量。

18、在一个实施例中,所述对钢板坯进行加热的步骤可以是在1180℃以上的温度下进行。在一个实施例中,将卷取后的所述热轧钢板冷轧的步骤之前,可以对所述热轧钢板进行酸洗。在一个实施例中,对冷轧后的冷轧钢板进行退火的步骤之后,还可以包含对退火后的冷轧钢板进行调质轧制的步骤。

19、(三)有益效果

20、根据本发明的一个实施例的冷轧钢板,通过控制锰、铬、铝、钨、锆和碳等主要元素的含量,可以提供强度优异、低温韧性优异、焊接操作性和加工性优异的冷轧钢板,并且可以提供用于造船业、材料业、建筑业等各种工业领域中使用的可焊接的药芯焊丝用冷轧钢板。

21、根据本发明的另一个实施例的冷轧钢板的制造方法,可以提供制造具有所述优点的冷轧钢板的方法。


技术特征:

1.一种冷轧钢板,其中,

2.根据权利要求1所述的冷轧钢板,其中,

3.根据权利要求1所述的冷轧钢板,其中,

4.根据权利要求1所述的冷轧钢板,其中,

5.根据权利要求1所述的冷轧钢板,其中,

6.根据权利要求1所述的冷轧钢板,其中,

7.一种冷轧钢板的制造方法,其包含:

8.根据权利要求7所述的冷轧钢板的制造方法,其中,

9.根据权利要求7所述的冷轧钢板的制造方法,其中,

10.根据权利要求7所述的冷轧钢板的制造方法,其中,

11.根据权利要求7所述的冷轧钢板的制造方法,其中,


技术总结
本发明涉及一种冷轧钢板及其制造方法,根据一个实施例的冷轧钢板,以重量%计,所述冷轧钢板包含碳(C):0.01至0.05%、锰(Mn):0.6至1.2%、硅(Si):0.05%以下且0%除外、磷(P):0.0005至0.01%、硫(S):0.008%以下且0%除外、铝(Al):0.0005至0.015%、氮(N):0.0005至0.003%、钨(W):0.1至0.4%、铬(Cr):1.0至2.0%、锆(Zr):0.05至0.15%、余量的Fe和不可避免的杂质,焊接部件屈服强度可为500MPa以上。

技术研发人员:金在翼
受保护的技术使用者:浦项股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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