一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺

1.本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺。


背景技术：

2.液化天然气（lng）通常以-162℃在储罐中储存，现阶段，用于lng储罐的钢为商业用9ni钢，由于镍含量高达9%，钢板价格昂贵。为节省ni资源、降低钢铁材料的成本以及能源贮存和运输成本，世界各国科研人员正在积极研制高锰奥氏体低温钢。
3.在我国，一些高校与钢铁企业已率先联合开展了一些理论和实验研究，研发出适于lng储罐的高锰奥氏体低温钢。在高锰奥氏体低温钢应用于建造储罐过程中，焊接是关键技术，熔化极气体保护焊是常用的焊接方法，需要与高锰奥氏体低温钢相配套的气保焊实心焊丝，来保证焊接接头的高质量。
4.目前，在高锰奥氏体低温钢气保焊实心焊丝研制中，存在两个问题：第一，焊丝拉拔是关键工艺，现有技术有关于焊丝轧制工艺的，但是没有轧制后的拉拔工艺；第二，由于高锰奥氏体低温钢合金成分高，其加工硬化严重，且在某温度范围内存在热塑性降低等问题，为焊丝拉拔工艺的研发和制定带来较大的困难。


技术实现要素：

5.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，包括以下步骤：（1）将一定尺寸的原材料高锰奥氏体钢盘圆进行第一次拉拔；（2）将第一次拉拔后的盘圆放入井式炉进行第一次退火，退火温度为1050～1180℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（3）将第一次退火后的盘圆进行第二次拉拔；（4）将第二次拉拔后的盘圆放入退火炉进行第二次退火，退火温度为850～1170℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（5）将第二次退火后的盘圆进行第三次拉拔，再进行3次抛光，加工成抛光盘圆一；（6）将抛光盘圆一放入真空退火炉进行第三次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（7）将第三次退火后的盘圆进行第四次拉拔，再进行2～3次表面抛光处理，加工成抛光盘圆二；（8）将抛光盘圆二放入真空退火炉进行第四次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（9）将第四次退火后的盘圆进行镀铜，成为镀铜盘丝；（10）将镀铜盘丝进行层绕，得到所需尺寸的气体保护焊实心焊丝成品。
6.本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，用于生产φ1.6mm和φ1.2mm规格的高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝。
7.前所述的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，包括以下步骤：（1）将原材料φ7.0～7.5mm的高锰奥氏体钢盘圆拉拔到φ6.0mm；（2）将φ6.0mm盘圆放入井式炉进行第一次退火，退火温度为1050～1180℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（3）将第一次退火后的盘圆拉拔到φ4.5mm；（4）将φ4.5mm盘圆放入退火炉进行第二次退火，退火温度为850～1170℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（5）将第二次退火后的盘圆拉拔到φ3.0mm，再进行3次抛光，加工成φ2.8mm盘圆；（6）将φ2.8mm盘圆放入真空退火炉进行第三次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（7）将第三次退火后的盘圆拉拔到φ1.8mm，再进行2～3次表面抛光处理，加工成φ1.5mm盘圆；（8）将φ1.5mm盘圆放入真空退火炉进行第四次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（9）将第四次退火后的盘圆进行镀铜，成为φ1.6mm镀铜盘丝；（10）将镀铜盘丝进行层绕，得到φ1.6mm的气体保护焊实心焊丝成品。
8.前所述的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，包括以下步骤：（1）将原材料φ7.0～7.5mm的高锰奥氏体钢盘圆拉拔到φ6.0mm；（2）将φ6.0mm盘圆放入井式炉进行第一次退火，退火温度为1050～1180℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（3）将第一次退火后的盘圆拉拔到φ4.5mm；（4）将φ4.5mm盘圆放入退火炉进行第二次退火，退火温度为850～1170℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（5）将第二次退火后的盘圆拉拔到φ3.0mm，再进行3次抛光，加工成φ2.8mm盘圆；（6）将φ2.8mm盘圆放入真空退火炉进行第三次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（7）将第三次退火后的盘圆拉拔到φ1.8mm，再进行2～3次表面抛光处理，加工成φ1.1mm盘圆；（8）将φ1.1mm盘圆放入真空退火炉进行第四次退火，退火温度为800～850℃，保温时间为1～1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（9）将第四次退火后的盘圆进行镀铜，成为φ1.2mm镀铜盘丝；（10）将镀铜盘丝进行层绕，得到φ1.2mm的气体保护焊实心焊丝成品。
9.前所述的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，原材料高锰奥氏体钢盘圆的化学成分及质量百分比如下：c：0.30%～0.55%，mn：24%～26%，ni：6.4%～8.2%，w：2.5%～4.0%，p≤0.002%，s≤0.001%，余量为fe和不可避免的杂质。
10.本发明的有益效果是：（1）本发明可以生产φ1.6mm和φ1.2mm两个规格的高锰奥氏体低温钢气保焊实心
焊丝，弥补高锰奥氏体低温钢气保焊实心焊接材料加工过程轧制后拉拔工艺的欠缺，适应目前对高锰奥氏体低温钢相配套的气保焊实心焊丝的生产需求；（2）本发明通过制定多道拉拔和多次退火工艺，解决了由于高锰奥氏体低温钢合金成分高导致的加工硬化严重，且在某温度范围内存在热塑性降低，导致焊丝拉拔过程中易断丝、成形困难等问题；（3）本发明的加工工艺设计优势如下：高锰奥氏体低温钢材料加工硬化严重，因此需要设计多道次拉拔，以避免因单次形变量过大导致焊丝在拉拔过程中断丝；在每次拉拔后进行退火处理，以消除残余应力，改善其加工性能；高锰钢导热系数较低，约为碳素钢的1/3，是为了使焊丝心部充分受热，故设计保温时间为1～1.5小时；由于该材料的固相线温度为1215～1290℃，远低于普通低合金钢固相线温度，因此加热和保温温度不能过高，故本发明设计最高热处理温度低于固相线35℃；高锰奥氏体低温钢在某温度范围内存在热塑性降低的问题，需要避开，故设计退火温度为1050～1180℃、850～1170℃和800～850℃；由于高锰奥氏体低温钢抗氧化能力差，在退火后表面易生成氧化皮，本发明设计两道抛光处理工序，以保证拉拔精度和表面质量。
实施方式实施例
11.本实施例提供的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，原材料φ7.5mm高锰奥氏体钢盘圆化学成分及质量百分比如下：c：0.30%～0.55%，mn：24%～26%，ni：6.4%～8.2%，w：2.5%～4.0%，p≤0.002%，s≤0.001%，余量为fe和不可避免的杂质。
12.包括以下步骤：（1）将原材料φ7.5mm的高锰奥氏体钢盘圆拉拔到φ6.0mm；（2）将φ6.0mm盘圆放入井式炉进行第一次退火，退火温度为1070
±
10℃，保温时间为1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（3）将第一次退火后的盘圆拉拔到φ4.5mm；（4）将φ4.5mm盘圆放入退火炉进行第二次退火，退火温度为1070
±
10℃，保温时间为1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（5）将第二次退火后的盘圆拉拔到φ3.0mm，再进行3次抛光，加工成φ2.8mm盘圆；（6）将φ2.8mm盘圆放入真空退火炉进行第三次退火，退火温度为840
±
10℃，保温时间为1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（7）将第三次退火后的盘圆拉拔到φ1.8mm，再进行2次表面抛光处理，加工成φ1.5mm盘圆；（8）将φ1.5mm盘圆放入真空退火炉进行第四次退火，退火温度为840
±
10℃，保温时间为1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（9）将第四次退火后的盘圆进行镀铜，成为φ1.6mm镀铜盘丝；（10）将镀铜盘丝进行层绕，得到φ1.6mm的气体保护焊实心焊丝成品，适用于建造高锰奥氏体低温钢lng储罐。
实施例
13.本实施例提供的一种高锰奥氏体低温钢气保焊用实心焊丝的加工工艺，与实施例1包括以下步骤：（1）将原材料φ7.5mm的高锰奥氏体钢盘圆拉拔到φ6.0mm；（2）将φ6.0mm盘圆放入井式炉进行第一次退火，退火温度为1060
±
10℃，保温时间为1小时，随炉冷却到100℃开炉；（3）将第一次退火后的盘圆拉拔到φ4.5mm；（4）将φ4.5mm盘圆放入退火炉进行第二次退火，退火温度为860
±
10℃，保温时间为1小时，随炉冷却到100℃开炉；（5）将第二次退火后的盘圆拉拔到φ3.0mm，再进行3次抛光，加工成φ2.8mm盘圆；（6）将φ2.8mm盘圆放入真空退火炉进行第三次退火，退火温度为810
±
10℃，保温时间为1.5小时，随炉冷却到100℃开炉；（7）将第三次退火后的盘圆拉拔到φ1.8mm，再进行3次表面抛光处理，加工成φ1.1mm盘圆；（8）将φ1.1mm盘圆放入真空退火炉进行第四次退火，退火温度为810
±
10℃，保温时间为1小时，随炉冷却到100℃开炉；（9）将第四次退火后的盘圆进行镀铜，成为φ1.2mm镀铜盘丝；（10）将镀铜盘丝进行层绕，得到φ1.2mm的气体保护焊实心焊丝成品，适用于建造高锰奥氏体低温钢lng储罐。
14.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。