气体保护焊焊丝钢及其生产方法转让专利
申请号 : CN202011063922.9
文献号 : CN112222572B
文献日 : 2022-01-18
发明人 : 王纳 , 张亚运 , 张宇
申请人 : 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 , 张家港荣盛特钢有限公司 , 江苏沙钢集团有限公司
摘要 :
本发明揭示了一种气体保护焊焊丝钢及其生产方法。所述气体保护焊焊丝钢的化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。所述生产方法包括步骤：1)按照所述化学成分进行钢水冶炼，并铸成钢坯；2)将钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保温罩全部打开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m3/h，第3～6台风机的风量为30000～50000m3/h。由此，焊丝钢盘条仅需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成直径0.8～1.6mm的低抗拉强度气保焊丝。
权利要求 :
1.一种气体保护焊焊丝钢，其特征在于，化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～
0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:
0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述气体保护焊焊丝钢采用如下步骤制备而成：
1)按照所述化学成分进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯；
2)将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保温罩全部打3
开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m /h，第3～6台风机的风3
量为30000～50000m/h；
3)将步骤2)中所得盘条在拉拔之前进行一次高温退火，高温退火后盘条的抗拉强度≤
720MPa。
2.根据权利要求1所述的气体保护焊焊丝钢，其特征在于，化学成分以质量百分比计包括：C:0.05～0.13％，Si:0.30～0.92％，Mn:0.85～2.30％，Ni:1.47～3.80％，Cr:0.40～
3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的气体保护焊焊丝钢，其特征在于，其中Mn、Cr、Mo和Ni的质量百分比满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。
4.根据权利要求1或2所述的气体保护焊焊丝钢，其特征在于，化学成分以质量百分比计还包括：Nb:0.01～0.09％、V:0.01～0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种或一种以上。
5.一种气体保护焊焊丝钢的生产方法，其特征在于，包括步骤：
1)按照权利要求1所述的化学成分进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯；
2)将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保温罩全部打3
开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m /h，第3～6台风机的风3
量为30000～50000m/h；
3)将步骤2)中所得盘条在拉拔之前进行一次高温退火，高温退火后盘条的抗拉强度≤
720MPa。
6.根据权利要求5所述的气体保护焊焊丝钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，将步骤2)中所得盘条进行一次高温退火，退火温度为660～700℃，保温时间为5～8h。
7.根据权利要求6所述的气体保护焊焊丝钢的生产方法，其特征在于，在步骤3)中，盘条在退火炉中的升温速率和降温速率均≤50℃/h。
8.根据权利要求6所述的气体保护焊焊丝钢的生产方法，其特征在于，还包括步骤：
4)将步骤3)中高温退火后的盘条进行10～16道次的不退火拉拔处理，制得0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品。
9.一种气体保护焊焊丝钢的生产方法，其特征在于，包括步骤：
1)按照权利要求1所述的化学成分进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯；
2)将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，盘条在斯太尔摩冷却线上先以冷速≥15℃/s控温冷却至650℃以下，而后再以冷速5～10℃/s控温冷却至400℃以下；
3)将步骤2)中所得盘条在拉拔之前进行一次高温退火，高温退火后盘条的抗拉强度≤
720MPa。
说明书 :
气体保护焊焊丝钢及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明属于焊接材料技术领域，涉及一种气体保护焊焊丝钢及其生产方法。
背景技术
[0002] 工程机械行业作为我国基础工程发展的重中之重，为进一步实现装备与构件的轻量化，抗拉强度大于800MPa的超高强钢板已逐渐成为主流，由此带动与之配套的高强高韧
焊接材料的需求强劲。由于采用的钢板厚度一般小于20mm，故所需的气体保护焊焊丝以实
芯焊丝为主。
焊接材料的需求强劲。由于采用的钢板厚度一般小于20mm，故所需的气体保护焊焊丝以实
芯焊丝为主。
[0003] 为了保证焊接接头与母材具有同等的高强高韧性，气体保护焊焊丝中需添加较高含量的Mn、Cr、Mo和Ni等合金元素及其它微合金元素，由此导致相应的气体保护焊焊丝用钢
盘条的抗拉强度大于1000MPa，即盘条的强度较高而相应的塑性较差，冷拉拔时加工硬化过
大，加大了后续焊丝的生产难度。
盘条的抗拉强度大于1000MPa，即盘条的强度较高而相应的塑性较差，冷拉拔时加工硬化过
大，加大了后续焊丝的生产难度。
[0004] 专利CN105983798A公开了一种高强焊丝制造工艺，该发明通过实验证明：1)1000MPa级焊丝原材料不退火直接拉拔会导致半成品产生中心开裂，无法正常生产；2)退火
后拉拔的拉拔总道次偏多，且成品焊丝抗拉强度偏高，不利于下游客户使用；3)拉拔中间进
行退火的工艺最优，一方面拉拔总道次更少，另一方面成品焊丝抗拉强度更低。
后拉拔的拉拔总道次偏多，且成品焊丝抗拉强度偏高，不利于下游客户使用；3)拉拔中间进
行退火的工艺最优，一方面拉拔总道次更少，另一方面成品焊丝抗拉强度更低。
[0005] 然而，即使专利CN105983798A采用最优的拉拔中间进行退火的生产方案，也存在如下问题：即无法应用于从原始盘条直接拉拔至成品焊丝的连续拉拔生产线。而焊丝企业
为满足生产效率不断提升的需求，生产设备也逐步更新换代至连续拉拔生产线，故拉拔中
间进行退火的工艺将受到制约。
为满足生产效率不断提升的需求，生产设备也逐步更新换代至连续拉拔生产线，故拉拔中
间进行退火的工艺将受到制约。
发明内容
[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种气体保护焊焊丝钢及其生产方法，使得焊丝钢盘条仅需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成直径0.8～
1.6mm的低抗拉强度气体保护焊焊丝，不需增加拉拔道次，生产工艺简单，利于焊丝企业实
现高产高效。
1.6mm的低抗拉强度气体保护焊焊丝，不需增加拉拔道次，生产工艺简单，利于焊丝企业实
现高产高效。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40
～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可
避免的杂质。
～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可
避免的杂质。
[0008] 优选地，Mn、Cr、Mo和Ni的质量百分比满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。
[0009] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.05～0.13％，Si:0.30～0.92％，Mn:0.85～2.30％，Ni:1.47
～3.80％，Cr:0.40～3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可
避免的杂质。
～3.80％，Cr:0.40～3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可
避免的杂质。
[0010] 优选地，Mn、Cr、Mo和Ni的质量百分比满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。
[0011] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40
～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～
0.09％、V:0.01～0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余
量为Fe及不可避免的杂质。
～4.00％，Cr:0.30～3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～
0.09％、V:0.01～0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余
量为Fe及不可避免的杂质。
[0012] 优选地，Mn、Cr、Mo和Ni的质量百分比满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。
[0013] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.05～0.13％，Si:0.30～0.92％，Mn:0.85～2.30％，Ni:1.47
～3.80％，Cr:0.40～3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～
0.09％、V:0.01～0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余
量为Fe及不可避免的杂质。
～3.80％，Cr:0.40～3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～
0.09％、V:0.01～0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余
量为Fe及不可避免的杂质。
[0014] 优选地，Mn、Cr、Mo和Ni的质量百分比满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。
[0015] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢的生产方法，其包括步骤：
[0016] 1)按照前述任一实施方式所述的化学成分进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯；
[0017] 2)将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～
930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保温罩全部
3
打开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m /h，第3～6台风机的
3
风量为30000～50000m/h。
930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保温罩全部
3
打开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m /h，第3～6台风机的
3
风量为30000～50000m/h。
[0018] 优选地，所述生产方法还包括步骤：
[0019] 3)将步骤2)中所得盘条进行一次高温退火，退火温度为660～700℃，保温时间为5～8h。
[0020] 优选地，在步骤3)中，盘条在退火炉中的升温速率和降温速率均≤50℃/h。
[0021] 优选地，步骤3)中，盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa。
[0022] 优选地，所述生产方法还包括步骤：
[0023] 4)将步骤3)中高温退火后的盘条进行10～16道次的不退火拉拔处理，制得0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品。
[0024] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢的生产方法，其包括步骤：
[0025] 1)按照前述任一实施方式所述的化学成分进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯；
[0026] 2)将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度为890～
930℃，吐丝温度为840～880℃，盘条在斯太尔摩冷却线上先以冷速≥15℃/s控温冷却至
650℃以下，而后再以冷速5～10℃/s控温冷却至400℃以下。
930℃，吐丝温度为840～880℃，盘条在斯太尔摩冷却线上先以冷速≥15℃/s控温冷却至
650℃以下，而后再以冷速5～10℃/s控温冷却至400℃以下。
[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0028] (1)通过对C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的质量百分比进行合理设计，并结合对P、S的管控，使得气体保护焊焊丝钢在提升焊缝金属低温韧性的同时，保证了焊缝金属的超高强度及焊
接工艺性；
接工艺性；
[0029] (2)通过精准控制风机开启数量和风机风量，得到易于退火的贝氏体和马氏体组织，该类组织中岛状硬相组织的尺寸更小，在基体中分布更均匀，进而在退火时无需提高退
火温度也无需长时间保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗
粒，从而大幅降低盘条的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，
可连续拉拔制成0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品，省去拉丝厂多次退火工艺，工艺简单
且利于焊丝企业实现高产高效。
火温度也无需长时间保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗
粒，从而大幅降低盘条的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，
可连续拉拔制成0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品，省去拉丝厂多次退火工艺，工艺简单
且利于焊丝企业实现高产高效。
具体实施方式
[0030] <第一实施方式>
[0031] 本发明第一实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40～4.00％，Cr:0.30～
3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0032] 其中，对化学成分中各个元素的具体说明如下：C含量的增加可以有效提升焊缝金属强度，但含量过高时使焊接冷裂纹敏感性增加，可焊性变差；Si为焊接过程中的主要脱氧
元素；Mn、Cr和Mo作为焊缝金属的主要强化元素，含量的增加可以有效提升焊缝强度、进而
满足超高强钢板焊接要求，但含量过高时使焊缝低温韧性恶化；Ni含量的增加可有效提升
焊缝金属低温韧性，但含量过高时使冶炼难度增加；P、S作为焊丝中的杂质元素，含量过高
对焊缝的低温韧性不利。
元素；Mn、Cr和Mo作为焊缝金属的主要强化元素，含量的增加可以有效提升焊缝强度、进而
满足超高强钢板焊接要求，但含量过高时使焊缝低温韧性恶化；Ni含量的增加可有效提升
焊缝金属低温韧性，但含量过高时使冶炼难度增加；P、S作为焊丝中的杂质元素，含量过高
对焊缝的低温韧性不利。
[0033] 而与现有技术相比，本实施方式通过对C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的质量百分比进行合理设计，并结合对P、S的管控，使得气体保护焊焊丝钢在提升焊缝金属低温韧性的同时，保证
了焊缝金属的超高强度及焊接工艺性，并且使得基于该化学成分的气体保护焊焊丝钢盘条
仅需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成直径0.8～1.6mm的低抗拉强度气体保
护焊焊丝，不需增加拉拔道次，生产工艺简单，利于焊丝企业实现高产高效。
了焊缝金属的超高强度及焊接工艺性，并且使得基于该化学成分的气体保护焊焊丝钢盘条
仅需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成直径0.8～1.6mm的低抗拉强度气体保
护焊焊丝，不需增加拉拔道次，生产工艺简单，利于焊丝企业实现高产高效。
[0034] 优选地，其中，Mn、Cr、Mo和Ni满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。这样，通过进一步对Mn、Cr、Mo和Ni的含量的精确控制，还可以实现对焊缝强度和焊缝金属低温韧性以相互匹配
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
[0035] <第二实施方式>
[0036] 本发明第二实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.05～0.13％，Si:0.30～0.92％，Mn:0.85～2.30％，Ni:1.47～3.80％，Cr:0.40～
3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。这样，相
较于前述的第一实施方式，该实施方式通过对C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的质量百分比的进一步优
化，可以进一步提升焊缝金属低温韧性、保证焊缝金属的超高强度及焊接工艺性。
3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。这样，相
较于前述的第一实施方式，该实施方式通过对C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的质量百分比的进一步优
化，可以进一步提升焊缝金属低温韧性、保证焊缝金属的超高强度及焊接工艺性。
[0037] 优选地，其中，Mn、Cr、Mo和Ni满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。这样，通过进一步对Mn、Cr、Mo和Ni的含量的精确控制，还可以实现对焊缝强度和焊缝金属低温韧性以相互匹配
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
[0038] <第三实施方式>
[0039] 本发明第三实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.04～0.15％，Si:0.25～0.95％，Mn:0.80～2.50％，Ni:1.40～4.00％，Cr:0.30～
3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～0.09％、V:0.01～
0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余量为Fe及不可避
免的杂质。
3.50％，Mo:0.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～0.09％、V:0.01～
0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余量为Fe及不可避
免的杂质。
[0040] 也即，第三实施方式相对于第一实施方式的区别仅在于：增加了Nb、V、Ti、B的一种或以上，并限定了该四种元素的含量。其中，对化学成分中Nb、V、Ti、B元素的具体说明如下：
Nb、V、Ti作为钢中的重要微合金元素，可细化焊缝组织，使焊缝强度和焊缝金属低温韧性同
步提升；B可抑制焊缝金属晶界铁素体的形成，改善低温韧性。
Nb、V、Ti作为钢中的重要微合金元素，可细化焊缝组织，使焊缝强度和焊缝金属低温韧性同
步提升；B可抑制焊缝金属晶界铁素体的形成，改善低温韧性。
[0041] 这样，该实施方式除了具有前述第一实施方式的有益效果外，通过进一步添加Nb、V、Ti、B四种元素的任意一种、两种、三种或者全部，从而进一步地至少可以提升焊缝金属低
温韧性，若添加Nb、V、Ti任一种或以上时还可以进一步地使焊缝强度和焊缝金属低温韧性
同步提升。
温韧性，若添加Nb、V、Ti任一种或以上时还可以进一步地使焊缝强度和焊缝金属低温韧性
同步提升。
[0042] 优选地，其中，Mn、Cr、Mo和Ni满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。这样，通过进一步对Mn、Cr、Mo和Ni的含量的精确控制，还可以实现对焊缝强度和焊缝金属低温韧性以相互匹配
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
[0043] <第四实施方式>
[0044] 本发明第三实施方式提供了一种气体保护焊焊丝钢，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.05～0.13％，Si:0.30～0.92％，Mn:0.85～2.30％，Ni:1.47～3.80％，Cr:0.40～
3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～0.09％、V:0.01～
0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余量为Fe及不可避
免的杂质。
3.20％，Mo:0.24～1.25％，P≤0.015％，S≤0.015％，以及Nb:0.01～0.09％、V:0.01～
0.09％、Ti:0.02～0.18％、B:0.0005～0.0070％四者中的一种及以上，余量为Fe及不可避
免的杂质。
[0045] 也即，第四实施方式相对于第二实施方式的区别仅在于：增加了Nb、V、Ti、B的一种或以上，并限定了该四种元素的含量。其中，对化学成分中Nb、V、Ti、B元素的具体说明如下：
Nb、V、Ti作为钢中的重要微合金元素，可细化焊缝组织，使焊缝强度和焊缝金属低温韧性同
步提升；B可抑制焊缝金属晶界铁素体的形成，改善低温韧性。
Nb、V、Ti作为钢中的重要微合金元素，可细化焊缝组织，使焊缝强度和焊缝金属低温韧性同
步提升；B可抑制焊缝金属晶界铁素体的形成，改善低温韧性。
[0046] 这样，该实施方式除了具有前述第二实施方式的有益效果外，通过进一步添加Nb、V、Ti、B四种元素的任意一种、两种、三种或者全部，从而进一步地至少可以提升焊缝金属低
温韧性，若添加Nb、V、Ti任一种或以上时还可以进一步地使焊缝强度和焊缝金属低温韧性
同步提升。
温韧性，若添加Nb、V、Ti任一种或以上时还可以进一步地使焊缝强度和焊缝金属低温韧性
同步提升。
[0047] 优选地，其中，Mn、Cr、Mo和Ni满足Ni≥0.9+0.24(Mn+Cr+Mo)。这样，通过进一步对Mn、Cr、Mo和Ni的含量的精确控制，还可以实现对焊缝强度和焊缝金属低温韧性以相互匹配
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
状态同步提升，以进一步保证焊接接头与母材同等的高强高韧性。
[0048] <第五实施方式>
[0049] 进一步地，本发明第五实施方式还提供了一种气体保护焊焊丝钢的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
[0050] 1)钢水冶炼：按照前述第一实施方式至第四实施方式中所采用的任一种化学成分，进行钢水冶炼，并将钢水铸成钢坯，可以理解的，所制得的钢坯的化学成分相应的满足
前述第一实施方式至第四实施方式中所采用的任一种；例如，按照第一实施方式的化学成
分进行钢水冶炼并铸坯，所得钢水、所得钢坯的化学成分相应的满足第一实施方式的化学
成分；
前述第一实施方式至第四实施方式中所采用的任一种；例如，按照第一实施方式的化学成
分进行钢水冶炼并铸坯，所得钢水、所得钢坯的化学成分相应的满足第一实施方式的化学
成分；
[0051] 2)钢坯轧制：将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷；其中，精轧机入口温度
为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保
3
温罩全部打开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m/h，第3～6
3
台风机的风量为30000～50000m/h，如此，相应的，也即使得盘条在斯太尔摩冷却线上先以
冷速≥15℃/s控温冷却至650℃以下，而后再以冷速5～10℃/s控温冷却至400℃以下。
为890～930℃，吐丝温度为840～880℃，斯太尔摩冷却线的辊道速度为0.60～1.00m/s，保
3
温罩全部打开，开启第1～6台风机，其中第1～2台风机的风量为70000～80000m/h，第3～6
3
台风机的风量为30000～50000m/h，如此，相应的，也即使得盘条在斯太尔摩冷却线上先以
冷速≥15℃/s控温冷却至650℃以下，而后再以冷速5～10℃/s控温冷却至400℃以下。
[0052] 如此，与现有技术相比，本实施方式通过对化学成分的优化设计，结合通过提升轧制温度，以增大奥氏体晶粒尺寸，降低相变温度，利于贝氏体生成；并且通过控制合理的吐
丝温度，利于盘条在斯太尔摩冷却线上的温度控制；通过精准控制风机开启数量和风机风
量，实现斯太尔摩冷却线上的冷速的控制，使盘条吐丝后先以冷速≥15℃/s快速经过铁素
体温度转变区间(即800～650℃)，抑制了铁素体组织的生成，且实现了贝氏体相变温度区
间(即400～550℃)的冷速为5～10℃/s，最终得到了以易退火的贝氏体和马氏体为主的组
织，相较于现有技术的冷速≤1℃/s得到的铁素体和贝氏体组织而言，本实施方式的贝氏体
和马氏体为主的组织中，岛状硬相组织的尺寸更小，在基体中分布更均匀，进而保证盘条仅
需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成气体保护焊焊丝成品，工艺简单且利于焊
丝企业实现高产高效。
丝温度，利于盘条在斯太尔摩冷却线上的温度控制；通过精准控制风机开启数量和风机风
量，实现斯太尔摩冷却线上的冷速的控制，使盘条吐丝后先以冷速≥15℃/s快速经过铁素
体温度转变区间(即800～650℃)，抑制了铁素体组织的生成，且实现了贝氏体相变温度区
间(即400～550℃)的冷速为5～10℃/s，最终得到了以易退火的贝氏体和马氏体为主的组
织，相较于现有技术的冷速≤1℃/s得到的铁素体和贝氏体组织而言，本实施方式的贝氏体
和马氏体为主的组织中，岛状硬相组织的尺寸更小，在基体中分布更均匀，进而保证盘条仅
需在拉拔前进行一次退火处理即可连续拉拔制成气体保护焊焊丝成品，工艺简单且利于焊
丝企业实现高产高效。
[0053] 进一步地，所述生产方法还包括步骤：
[0054] 3)盘条退火：将步骤2)中所得盘条进行一次高温退火，退火温度为660～700℃，保温时间为5～8h。也即，前述步骤2中所得的盘条，在退火时无需提高退火温度也无需长时间
保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗粒，从而大幅降低盘条
的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，进而利于实现无退火
连续拉拔制备得到焊丝。
保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗粒，从而大幅降低盘条
的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，进而利于实现无退火
连续拉拔制备得到焊丝。
[0055] 优选地，盘条在退火炉中的升温速率和降温速率均≤50℃/h，由此，可确保盘条在退火过程中加热和冷却的均匀性，确保退火炉中不同位置盘条均达到设定温度，达到完全
退火，以便于控制盘条在退火后的强度。
退火，以便于控制盘条在退火后的强度。
[0056] 进一步地，所述生产方法还包括步骤：
[0057] 4)盘条拉拔：将步骤3)中高温退火后的盘条进行10～16道次的不退火拉拔处理，制得0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品。由此，因拉拔过程中不需要进行中间退火，生产工
艺简单，且成本低、效率高。
艺简单，且成本低、效率高。
[0058] 在实际生产中，根据各个生产企业所售卖的产品不同，所述生产方法中步骤1～4可以在不同的场地(如不同的企业)予以实施，例如在A企业实施步骤1和2，在B企业实施步
骤3和4；或者，还可以在一个场地的一条连续生产线上从冶钢开始直至制备出焊丝。当然，
这仅为一种实际生产的示例，不用于限定本发明的保护范围，实际还可以以其它模式予以
实施生产。
骤3和4；或者，还可以在一个场地的一条连续生产线上从冶钢开始直至制备出焊丝。当然，
这仅为一种实际生产的示例，不用于限定本发明的保护范围，实际还可以以其它模式予以
实施生产。
[0059] 上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应
包含在本发明的保护范围之内。
包含在本发明的保护范围之内。
[0060] <实施例及对比例>
[0061] 以下通过具体序号1～13的13个实施例并结合序号14～19的6个对比例，进一步对本发明的具体实施方式予以介绍。当然，这13个实施例仅为本实施方式所含众多变化实施
例中的一部分，而非全部。
例中的一部分，而非全部。
[0062] 具体地，13个实施例和6个对比例中的生产方法和所得气体保护焊焊丝具体如下：
[0063] (1)钢水冶炼
[0064] 采用转炉或电炉按照相应的化学成分设计方案进行钢水冶炼，并将钢水连铸成方坯；其中，13个实施例和6个对比例中的钢水最终的化学成分以质量百分比计分别如表1所
示，该化学成分也就是后续所制得盘条、所制得焊丝成品的化学成分。
示，该化学成分也就是后续所制得盘条、所制得焊丝成品的化学成分。
[0065] [表1]
[0066]
[0067] (2)钢坯轧制
[0068] 将步骤1)中所得钢坯依序经过高压水除鳞、高速线材轧机控温轧制、吐丝机吐丝后形成热轧盘条，该盘条经斯太尔摩线控温冷却后集卷。
[0069] 13个实施例和6个对比例中，精轧机入口温度、吐丝温度、斯太尔摩冷却线的辊道速度、保温罩开启情况分别按照表2所示予以控制。
[0070] [表2]
[0071]
[0072]
[0073] 13个实施例和6个对比例中，第1～6台风机开闭及风量情况按照表3所示予以控制，其它风机全部关闭。
[0074] [表3]
[0075]
[0076] 表3备注：“—”表示风机关闭，风量为0。
[0077] (3)盘条退火
[0078] 将步骤2)中所得盘条进行一次高温退火处理，以便于后续连续拉拔。
[0079] 13个实施例和6个对比例中，退火温度、保温时间、升温速率和降温速率分别按照表4所示予以控制。
[0080] [表4]
[0081]
[0082] (4)盘条拉拔
[0083] 将步骤3)中高温退火后的盘条进行10～16道次的不退火拉拔处理，制得0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品。
[0084] 其中，气体保护焊焊丝成品的化学成分参前面表1，步骤2中热轧盘条的抗拉强度、步骤3中退火后盘条的抗拉强度、步骤4中气体保护焊焊丝成品的抗拉强度以及气体保护焊
焊丝成品的熔敷金属的力学性能见表5。
焊丝成品的熔敷金属的力学性能见表5。
[0085] [表5]
[0086]
[0087]
[0088] 表5备注：“——”表示盘条在未拉拔成焊丝前产生严重断丝，生产无法进行，也即无法拉拔得到焊丝成品。
[0089] 由上述实施例1～13和对比例14～19可以看出，实施例1～13采用本实施方式所述的生产方法生产的焊丝，盘条经一次退火后抗拉强度≤720MPa，可连续拉拔制成直径0.8～
1.6mm的成品焊丝。而对比例14～19中部分元素的含量及关键生产工艺参数不在本实施方
式的范围内，盘条经一次退火后抗拉强度≥774MPa，在焊丝拉拔过程中还需要进行一次或
多次中间退火，否则在拉拔过程中会产生严重断丝。
1.6mm的成品焊丝。而对比例14～19中部分元素的含量及关键生产工艺参数不在本实施方
式的范围内，盘条经一次退火后抗拉强度≥774MPa，在焊丝拉拔过程中还需要进行一次或
多次中间退火，否则在拉拔过程中会产生严重断丝。
[0090] 由此，本发明的有益效果在于：
[0091] (1)通过对C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo的质量百分比进行合理设计，并结合对P、S的管控，使得气体保护焊焊丝钢在提升焊缝金属低温韧性的同时，保证了焊缝金属的超高强度及焊
接工艺性；
接工艺性；
[0092] (2)通过精准控制风机开启数量和风机风量，得到易于退火的贝氏体和马氏体组织，该类组织中岛状硬相组织的尺寸更小，在基体中分布更均匀，进而在退火时无需提高退
火温度也无需长时间保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗
粒，从而大幅降低盘条的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，
可连续拉拔制成0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品，省去拉丝厂多次退火工艺，工艺简单
且利于焊丝企业实现高产高效。
火温度也无需长时间保温，只需要一次退火处理，即可得到铁素体和细小的球状碳化物颗
粒，从而大幅降低盘条的强度，具体可使得盘条进行一次高温退火后的抗拉强度≤720MPa，
可连续拉拔制成0.8～1.6mm的气体保护焊焊丝成品，省去拉丝厂多次退火工艺，工艺简单
且利于焊丝企业实现高产高效。