ER70S-6 焊丝钢质量提升实践

2022-08-03周慧敏李勇强

山西冶金 2022年3期

周慧敏，李勇强，柴磊

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，陕西汉中 724200）

ER70S-6 焊丝用热轧盘条是国内外常用的气体保护焊丝用钢，该焊丝焊接电弧稳定、焊缝性能优良，广泛应用于车辆船舶、石油化工、建筑桥梁等行业的金属结构焊接生产[1-2]，属于国民经济易耗品。陕钢集团汉中钢铁有限责任公司（全文简称汉钢公司）成功开发Φ5.5 mm 规格ER70S-6 焊接用钢盘条，并针对其强度适用性和外观质量开展了提升实践。

1 设备及工艺简介

工艺设备及流程：加热炉—高压水除鳞—粗轧机组—中轧机组—水冷1 区—预精轧机组—水冷2区—精轧机组—水冷3 区—减定径机组—水冷4 区—夹送辊—吐丝机—斯太尔摩冷却线—集卷筒—PF 线。

2 技术要求

2.1 化学成分要求

C 在焊接过程中可以与氧反应生产CO 和CO2，也可隔离熔池及电弧区周围的空气，减少空气中的氧、氮等气体对焊缝的不良影响。但是过高的w（C）会造成焊缝裂纹、焊接过程易飞溅[3-4]的情况发生。因此，w（C）应在满足性能要求的范围内取下限。

Mn、Si 可有效提高焊丝强度，也是重要的脱氧剂，能够起到较好的脱氧及脱硫作用。但是随着w（Mn）、w（Si）的增加，钢中夹杂物的含量也易增加，且易产生偏析和带状组织[5]。因此，w（Mn）、w（Si）应尽量偏下限控制，以保证焊丝钢的优良力学性能，同时获得良好的内部组织。

钢中的P、S 元素属有害元素，P 元素通过固溶强化作用能够显著提高钢材强度、硬度，降低低温韧性，并且P 具有严重的偏析倾向，不利于钢材拉拔性能[6-7]。S 元素则会导致钢产生热脆，焊接过程中在应力作用下易产生结晶裂纹，但是一定范围内w（S）的增加能够提高焊缝钢水流动性，于焊缝表面质量有利[8-10]。因此，应尽量减少w（P），合理控制w（S）。

经过分析，根据GB/T 3429—2015 对焊接钢用盘条的化学成分要求，制定了汉钢公司内控要求，具体如表1 所示。

表1 ER70S-6 焊丝用钢化学成分 %

2.2 力学性能及组织

焊丝的强度和塑性需满足下游拉拔要求，抗拉强度不宜过高，生产中控制目标值在560 MPa 以下，且波动尽可能小。ER70S-6 焊丝钢w（C）低，其组织组成为大量铁素体加珠光体，组织应均匀、细小。

3 轧制工艺

3.1 温度控制

轧制温度直接影响奥氏体晶粒的长大，轧制温度高，奥氏体晶粒粗大，转变后的晶粒粗大，可以在一定程度上避免成品线材强度过高；但是粗大的奥氏体晶粒会显著推迟铁素体转变，降低组织中铁素体含量，促进贝氏体等组织转变，不利于焊丝钢塑性提升；而细晶粒奥氏体稳定性低，孕育期短，缓慢冷却速度下可以有效避免贝氏体、马氏体等有害组织产生[11]。结合生产实际，将吐丝温度控制在900 ℃左右。