影響焊條鋼產(chǎn)品H08A質(zhì)量的主要因素淺析

陸陽+趙越

摘 要：焊條（絲）鋼是用于制造各種焊條焊芯的主要原材料，它廣泛地應(yīng)用于人民生產(chǎn)生活的各個方面。宣鋼二鋼軋廠通過近十余年的生產(chǎn)實(shí)踐，目前已經(jīng)具備了批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焊條及焊絲鋼的能力。技術(shù)人員通過分析影響H08A產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，總結(jié)提升產(chǎn)品質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：焊條鋼、冶金、質(zhì)量

1前言

焊接材料在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)著重要的位置，在人民生產(chǎn)生活中發(fā)揮著不可或缺的作用。在品種方面，焊接材料主要是焊條鋼（H08A）與氣保及埋弧焊絲。焊接用鋼線材消費(fèi)的主要市場在天津、東北、江浙、保定及西南地區(qū)，需求量較大。為應(yīng)對角鋼廣闊市場和滿足用戶需求，宣鋼二鋼軋廠積極采取有效措施，改進(jìn)焊條鋼H08A產(chǎn)品質(zhì)量。

2焊條鋼概述

焊接用鋼包括焊接用碳素鋼、焊接用合金鋼和焊接用不銹鋼等，其牌號表示方法是在各類焊接用鋼牌號頭部加符號“H”。例如：“H08”、“H08Mn2Si”、“H1Cr18Ni9”。高級優(yōu)質(zhì)焊接用鋼，在牌號尾部加符號“A”。例如：“H08A”、“08Mn2SiA”。

3影響焊條鋼產(chǎn)品H08A質(zhì)量的主要因素

3.1化學(xué)成分

研究表明，影響焊條鋼產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素包括化學(xué)成分、線材表面質(zhì)量與鋼中非金屬夾雜物、線材的顯微組織和控冷與軋制工藝參數(shù)。

（1） 化學(xué)成分

一般說來，市場對H08A的要求，其化學(xué)成分的控制是關(guān)鍵，脫氧度、鋼水澆注性和鑄坯表面氣孔的控制是核心。目前國內(nèi)市場要求H08A的碳含量0.05%-0.08%，硅含量0.01%-0.03%，硫、磷含量≤0.015%，鋁含量≤0.01%。

氧（O）：含氧量減少，氧化物夾雜的含量必然隨之降低，能大大改善鋼的冷拔性能及焊條的質(zhì)量和性能，另外鋼水在氧含量高時鑄坯會產(chǎn)生皮下氣泡等缺陷，嚴(yán)重影響軋制及鋼絲的冷拔性能。一般情況下，H08A冶煉鋼水上連鑄澆注的氧活度要求30-50ppm。

碳（C）：碳是鋼中的主要合金元素，當(dāng)含碳量增加時，鋼的強(qiáng)度、硬度明顯提高，而塑性降低。在焊接過程中，碳起到一定的脫氧作用，在電弧高溫作用下與氧發(fā)生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，將電弧區(qū)和熔池周圍空氣排除，防止空氣中的氧、氮有害氣體對熔池產(chǎn)生的不良影響，減少焊縫金屬中氧和氮的含量。若含碳量過高，還原作用劇烈，會引起較大的飛濺和氣孔。并且碳高也會造成制作焊條時拉拔性能下降，容易出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象?？紤]到碳對鋼的淬硬性及其對裂紋敏感性增加的影響，H08A焊芯的含碳量一般為小于0. 1%。

錳（Mn）：錳在鋼中是一種較好的合金劑，隨著錳含量的增加，其強(qiáng)度和韌性會有所提高。在焊接過程中，錳也是一種較好的脫氧劑，能減少焊縫中氧的含量。錳與硫化合形成硫化錳浮于熔渣中，從而減少焊縫熱裂紋傾向。因此H08A焊芯的含錳量為0. 30%～0. 65%，焊接某些特殊用途的鋼絲，其含錳量高達(dá)1.70%一2.10%。

硅（Si ）：硅也是一種較好的合金劑，在鋼中加入適量的硅能提高鋼的屈服強(qiáng)度、彈性及抗酸性能；若含量過高，則降低塑性和韌性。在焊接過程中，硅也具有較好的脫氧能力，與氧形成二氧化硅，但它會提高渣的粘度，易促進(jìn)非金屬夾雜物生成。

鉻（Cr）：鉻能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。對于低碳鋼來說，鉻便是一種偶然的雜質(zhì)。鉻的主要冶金特征是易于急劇氧化，形成難熔的氧化物三氧化二鉻（Cr203），從而增加了焊縫金屬夾雜物的可能性。三氧化二鉻過渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流動性降低。我國（GB，T3429—2002）中對H08A焊接盤條中的殘余Cr也做了規(guī)定 Cr≤0.2%。

鎳（Ni）：鎳對鋼的韌性有比較顯著的效果，一般低溫沖擊值要求較高時，適當(dāng)摻入一些鎳。我國（GB，T3429—2002）中對H08A焊接盤條中的殘余Ni要求≤0.3%。

銅（Cu）：銅在焊條鋼中也是做為一種殘余元素存在。我國（GB，T3429—2002）中對H08A焊接盤條中的殘余Cu要求≤0.2%。

硫（S）：硫是一種有害雜質(zhì)，隨著硫含量的增加，將增大焊縫的熱裂紋傾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04%。在焊接重要結(jié)構(gòu)時，硫含量不得大于0. 03%。

磷（P）：易導(dǎo)致鋼材冷脆，故應(yīng)盡量降低，控制在0.03%以下；

3.2鋼中非金屬夾雜物

焊條鋼是用于制造各種焊條、焊絲的主要原材料，其盤條須經(jīng)用戶多次拉拔深加工，這就要求生產(chǎn)的鋼材具有良好的拉拔性能，即均勻的材料性能，良好的塑性和冷加工性能。為了保證這些性能，要求鋼具有較高的純凈度，尤其是鋼中大于50μm的大型夾雜含量要低。因此有必要對該鋼種中的夾雜物進(jìn)行較深入的研究，以便于生產(chǎn)過程中控制它的產(chǎn)生。

大型夾雜物是影響焊條鋼拉拔深加工的主要危害之一，經(jīng)研究H08焊條鋼連鑄坯中主要夾雜物有3種，第1種為二氧化硅和鐵錳硅酸鹽球狀夾雜物；第2種為復(fù)雜硅酸鹽夾雜物；第3種為硅酸鹽與硫化物復(fù)相或雙相夾雜物。第1種夾雜物主要是鋼水氧化產(chǎn)物；第2種夾雜物主要是鋼水氧化產(chǎn)物和脫氧產(chǎn)物的融合物；第3種夾雜物的形成是由于準(zhǔn)沸騰鋼氧含量較高，使S在鐵中的溶解度降低，因此在凝固過程的較高溫度下就開始沉淀。硫化物的析出與鋼的脫氧產(chǎn)物液態(tài)鐵錳硅酸鹽的析出同時進(jìn)行，就形成硅酸鹽與硫化物相復(fù)合的夾雜物。而由于偏晶反應(yīng)的結(jié)果形成一種球形的硫化物中含有氧化物的溶液，當(dāng)溫度下降時夾雜物中先是硫化物從硅酸鹽中析出，而后是氧化物沉淀，固態(tài)下是一種雙相夾雜物。當(dāng)鋼水含氧量高，含硅量很低時（如w（Si）=0.006%），將出現(xiàn)大量的鐵錳氧化物固溶體夾雜。鋼水含氧高還可造成對耐火材料的浸蝕，產(chǎn)生含Zr的復(fù)雜硅鋁酸鹽夾雜。

從3種夾雜物3個粒徑范圍和總量的平均體積分?jǐn)?shù)上看（見表5），第1和第2兩種夾雜在3個粒徑范圍都有分布；第3種夾雜主要為φ10μm以下的夾雜物，且大多小于3μm ，其總量體積分?jǐn)?shù)最高，即夾雜中其含量最高。但大型夾雜以第1種最多，第2種次之。

3.3顯微組織

焊條鋼盤條的顯微組織為：塊狀鐵素體+少量珠光體（F+P），晶粒度7-8級。

3.4控冷與軋制工藝參數(shù)

采用控制冷卻的目的：一是為了使線材進(jìn)一步軟化，易于高速拉拔（從φ6.5mm直接拉至φ2.0mm）。二是減少線材表面的氧化鐵皮，提高金屬制品的收得率。對于低碳鋼適于拉拔較為理想的組織應(yīng)為：粗塊狀鐵素體+極少量的珠光體。基于以上理論，結(jié)合線材廠現(xiàn)有控冷能力，通過反復(fù)實(shí)踐，確定其相應(yīng)的溫度制度、控冷制度，使組織轉(zhuǎn)變最佳化，確保生產(chǎn)出來的線材氧化鐵皮少且易于拉拔，能較好地滿足用戶對拉拔工藝的要求。

4.結(jié)束語

宣鋼焊條鋼產(chǎn)品H08A自生產(chǎn)以來，遇到的質(zhì)量問題較多，這是每個技術(shù)工程人員必須面對的，通過多做分析總結(jié)，解決了許多質(zhì)量問題，從而提升了H08A產(chǎn)品質(zhì)量，并收獲了市場上許多客戶的好評。