[00114670]重型机械用700MPa级低合金高强度焊丝的研究与开发

1.课题来源与背景 山东索力得焊材有限公司集焊丝科研、开发、生产、销售为一体的现代化企业,其主导产品“索力得”牌焊丝已形成气体保护焊丝、埋弧焊丝、氩弧焊丝、耐候钢焊丝四大系列近百个品种,现有员工922人,年生产能力20万吨,国内市场占有率为8%,省内市场占有率为68%,据中国焊接协会数据,2013年全国焊丝行业排名第二。 公司先后通过了中国、美国、日本、英国、法国、德国等多国船级社认证,ISO9001质量管理体系认证,ISO10012计量检测体系认证,欧盟CE认证。自1999年首次被评为“山东名牌”产品以来,连续十多年保持了这一荣誉称号;“索力得”牌商标被认定为山东省著名商标,2013年1月被认定为中国驰名商标。公司是中国焊协理事单位,中国焊接行业AAA级信用企业。公司先后荣获山东省高新技术企业、AAA级标准化良好行为企业、山东省消费者满意单位、泰安市创新型企业、泰安市守合同重信用企业等荣誉称号,被中国农业银行评为AAA级授信等级。 塔式起重机、静力压桩机、施工电梯等重型机械设备均采用强度为700MPa的高强钢,焊接时采用同等级别的ER69-3气保护焊丝,不仅成本高,而且焊接效率也非常低。鉴于此,我们通过市场调查与分析,决定开发一种性价比高的700MPa级的焊丝,以满足目前的市场需求。 2.技术原理及性能指标 技术原理：通过研究和分析,我们决定在原ER69-3焊丝的基础上通过调整焊丝的化学成分开发一种新型焊丝,设计思想是：以Mn替代部分Ni,同时添加钒、硼等微合金元素使焊缝金属获得针状铁素体组织,来达到预期的效果。由于本项目的焊丝中含镍量较低,所以原材料的价格大大低于ER69-3,具有更好的性价比,从长远看,符合企业的可持续发展。 主要技术指标： a.熔敷金属：考虑到重型机械用母材成分、板厚以及强度、韧性等要求,SLD-70G-2高强度焊丝熔敷金属抗拉强度应达到700MPa以上,屈服强度达到620MPa以上,并且有极好的冲击韧性,冲击功在-20℃达到40J以上。 B.Ф1.2mm焊丝能满足焊接电流在350A以上长时间正常焊接,且电弧稳定。 C.在焊接过程中飞溅和烟尘要小、焊缝成形美观且要满足重型机械的焊接需求。其它技术参数,如焊丝的松弛直径与翘距等应符合GB/T8110-2008气保焊丝的国家标准要求。 3.技术的创造性与先进性 ①采用80%Ar+20%CO2混合气作为保护气体,熔敷金属抗拉强度≥700MPa,屈服强度达到≥620MPa,延伸率≥16%,且焊缝具有很好的冲击韧性,冲击功在-20℃时达到40J以上,广泛用于塔式起重机、静力压桩机等重型机械的焊接。 ②焊丝中以Mn替代部分Ni降低了生产成本,具有性价比高的特点,提高了产品竞争力。 ③焊丝中同时添加钒、硼等微合金元素使焊缝金属获得针状铁素体组织,细化了焊缝组织,提高了焊缝金属的强度和韧性。 4.技术的成熟程度和应用效果 重型机械用SLD-70G-2高强度焊丝经过检验合格后,于2011年2月产品正式投入市场。投放市场后,很快得到了市场的认可,徐工集团、中国重汽、淄博天晟等国内大型重型机械厂均进行了焊接试验,通过试验性能完全满足700MPa的Q550板材焊接需求,且焊接性能良好。 5.存在问题 通过与用户的实际使用情况调查,SLD-70G-2高强度焊丝完全能够满足重型机械设备700MPa级高强度板的焊接需求,但因SLD-70G-2为低合金合金钢焊丝,在生产加工过程中,易出现冷加工硬化现象,继而出现脆断,所以当初设计方案是Ф5.5盘条拉拔到Ф2.8后,进行一次中间热处理,以保证精拉能够顺利拉拔到Ф1.2,但这一生产方案经批量生产后,发现存在一些问题,主要就是Ф2.8半成品在热处理退火过程中,因线径较细,退火后容易出现粘连现象,致使精拉放线困难,下一步要通过优化拉拔工艺,解决这一问题,使SLD-70G-2焊丝既能保证在使用过程中送丝顺利,又能易于生产加工,最终达到生产与使用的双赢。