陈兴伟，张海芹，窦喜章
(唐山钢铁集团有限责任公司技术中心，河北唐山063016)
摘要：介绍了唐山钢铁集团有限责任公司AWSER70S-6COz气保焊丝用盘条的生产情况；分析了碳、锰、硅含量对该钢抗拉强度的影响和拉拔脆断产生的原因，以及吐丝温度和冷却速度对组织性能的影响。
关键词：焊接用钢；线材生产；铁素体和珠光体；吐丝温度；组织性能
中图分类号：TG335．63文献标识码：B文章编号：1003—9996(2006)02—0058—03
Practical Production of AWSER70S-6 C02 Welding wire
CHEN Xing-wei．ZH G Hai—qin．DoU Xi—zhang
(Tangshan Iron &std Group Co．，Tangshan 063016，China)
Abstract：The production situation of AWSER70S-6 c02 welding wire of Tangshan Iron &Steel Group Co．，was introduced．The influence of chemical element contents，such as carbon，manganese and silicon，on tensile strength and non—plastic fracture during drawing were analyzed．Meanwhile，the effect of laying temperature and cooling
speed on microstructure and peformance were studied．
Key words：steel for welding；wire rod production；ferrite and pearlite；laying temperature；microstructure and perfoformance
1前言
近年来我国的气体保护焊丝发展速度较快，其用量越来越大，因此气体保护焊丝用盘条的市场需求量迅速增加。
目前，C02气体保护焊丝使用的原料，主要按美国焊接协会标准AWSA5．18的要求进行化学成分控制。该焊丝在焊接时具有较好的电弧稳定性和较高的焊接性能，因此在国外广泛应用。在AWSER70S-6焊接用钢盘条生产中，国外采用较先进的轧制和控冷工艺，使盘条具有较好的拉拔性能，在焊丝加工过程中可省去退火工艺，减少了制造成本。
2成分设计
AWSERTOS-6 C02气体保护焊丝要求有较高的冶金质量，因此对其化学成分要严格控制(见表1)，以保证焊接后焊缝有较好的焊接性能和表面质量。
碳、锰、硅元素是保证焊丝用盘条性能的重要元素，其在标准范围内越低越好，应尽量按下限控制，否则盘条的拉拔性能难以保证。硫、磷在钢中为有害元素，应控制在0．020％以下。
3工艺要求
3．1冶炼
AWSER70S-6 CO2气体保护焊丝用钢要求按纯净钢组织生产。在转炉中，要求全程化渣，前期低温去磷，炉温平稳上升。出钢时间保持5--8min，出钢前向炉内加入石灰稠化炉渣，改善挡渣效果，避免下渣回磷。脱氧剂为硅铝合金，采用低碳锰铁和硅铁合金化控制碳和磷。精炼时不可使用铝粉和碳化剂造还原渣，应加石灰、萤石造埋弧渣，密封炉盖，缩短送电时间，减少钢中吸氮。并要保证底吹氩时间，使夹杂物充分上浮，以减少钢中夹杂物含量。
3．2连铸
连铸时采用镁质绝热板或镁质涂料包。严格执行中间包烘烤工艺，保证烘烤时间和烘烤温度。中间包使用低碳钢覆盖剂，防止钢水发生二次氧化及增碳。钢水包到中间包采用氩封长水口保护烧注，长水口处钢水不能裸露。中间包到结晶器使用浸入式水口，使用专用保护渣，连铸拉速控制在2．5m／min以下。
3．3轧制
由于AWSER70S-6气体保护焊丝用钢要求具有良好的拉拔和焊接性能，因此要保证其盘条表面质量好，金相组织为易拉拔的铁素体和珠光体，避免出现贝氏体或马氏体组织。该焊丝钢中硅、锰含量较高，轧后冷却过程相变时间较长，若控冷工艺控制不当，即使采用缓慢冷却也可能出现不易拉拔的贝氏体或马氏体组织。因此要求做好以下几点：
(1)轧制AWSER70S-6焊丝钢时要经常更换轧辊、轧槽，严格检查导卫，保证AWSER70S6盘条表面质量良好。
(2)严格控制加热温度，适当降低开轧和终轧温度。
(3)参照AWSER70S-6连续冷却转变曲线，制定合理的轧后控制冷却工艺，严格控制吐丝温度和冷却速度，保证盘条金相组织为易拉拔的铁素体和珠光体。
4生产实践
经150t转炉冶炼并经LF炉精炼后，浇注成135mm×135mm方坯。2003年唐钢高速线材厂共轧制筋．5mm规格AWSER70S6盘条7124t，成材率为97．2％，合格率99．5％。
4．1化学成分的影响
对碳、锰、硅含量及抗拉强度的频数分布进行了统计分析，见表2。
理论上认为随着钢中碳、锰、硅含量的提高，强度呈上升趋势。从表2可看出，碳、硅元素含量偏下限，锰含量基本在中限时，抗拉强度小于545MPa的占50％～55％，抗拉强度小于585MPa的占45％～50％。经分析认为降低AWSER70S-6气体保护焊丝用盘条的强度，要求将碳、锰、硅含量严格控制在下限，以保证AWSER70S-6盘条的拉拔性能。
4．2吐丝温度和冷却速度对盘条组织和性能的影响
吐丝温度对AWSER70S-6盘条组织有一定影响，当终轧温度和吐丝温度较低时，可细化奥氏体晶粒，使奥氏体向铁素体和渗碳体转变最佳化。因此许多厂家将吐丝温度控制在830～850℃。因为吐丝温度越高，在相同的冷却工艺下，钢材易出现混晶组织或贝氏体、马氏体组织。另外，在一定条件下，冷却速度越慢，金相组织越理想，拉拔性能越好。在唐钢高线厂生产AWSER70S-6焊丝盘条中采取的工艺参数见表3
根据AWSER70S6盘条动态CCT曲线可知，冷却速度大于I。C／s时，盘条组织中会产生贝氏体或马氏体组织。由表3可知，实际冷却速度已大于1℃／s，因此盘条组织中含有少量的贝氏体、马氏体组织(见图1)，导致个别厂家在拔丝过程中出现拉断现象。为此，对斯太尔摩控冷工艺进行了优化，使奥氏体组织发生充分相变，避免贝氏体、马氏体组织产生。控制吐丝温度在830～850℃，辊道速度小于0．15m／s，保温罩罩上，风机关闭，保证了AWSER70S-6盘条钢的组织为铁素体和珠光体组织，见图2，改善了拉拔性能，满足了大多数用户加工焊丝的要求．
4．3盘条拉拔脆断原因分析
AWSER70S一6盘条在拉拔过程中脆断现象时有发生，经分析认为，其主要原因如下：
(1)该钢种在浇注过程中，连铸坯拉速快，结晶器冷却不均，导致连铸坯表面出现裂纹，在拉拔过程中产生表面斜裂，见图3a。
(2)控制冷却工艺不完善，组织中存在贝氏体或马氏体组织，使产品拉拔性能下降，见图3b。沿脆断轴向磨制金相试样可清楚看到铁素体在拉伸后的流变曲线，组织中有难以变形的硬马氏体或贝氏体，在拔丝过程中形成了微裂纹，造成AWSER70S-6盘条在拉拔过程中发生脆断。
(3)氧、氮含量较高时，拔丝过程中易从焊口处产生二次断裂，见图3c。
5结语
通过生产实践得出：
(1)适当控制钢中碳、锰、硅含量可降低盘条强度，改善盘条拉拔性能。
(2)降低吐丝温度和控制冷却速度是改善盘条拉拔性能的有效措施。
(3)盘条组织中贝氏体或马氏体的存在是导致盘条拉拔断裂的主要原因。
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