堆焊焊丝用盘条的生产工艺开发——学习体会

文献概况

本文发表于2014年《天津冶金》增刊B8，由天津钢铁集团有限公司技术中心徐龙庆、苏亮、梁云科完成。研究聚焦于堆焊焊丝用盘条的工艺设计与生产实践，涵盖了化学成分设计、炼钢工艺、加热制度、控轧控冷等全流程技术内容。该文体现了钢铁企业从上游材料生产端为焊接材料提供高品质坯料的系统工程思路，对理解堆焊焊丝用钢的冶金质量要求具有重要参考价值。

堆焊焊丝用盘条的特殊性

堆焊焊丝用盘条是制造堆焊焊丝的基础坯料，其质量直接决定了焊丝的拉拔性能、焊接性能和堆焊层性能。与普通碳素盘条或焊丝用盘条相比，堆焊焊丝用盘条具有以下特殊性：

化学成分设计原则

堆焊焊丝用盘条的化学成分设计是工艺开发的首要环节。设计时需考虑以下因素：

1. 合金元素的平衡：堆焊焊丝通常含有Cr、Mo、V、W、B等合金元素，这些元素在盘条阶段的含量应略高于最终焊丝要求，以补偿拉拔过程中的损耗和焊接过程中的烧损。
2. 碳含量的控制：碳含量影响盘条的强度和硬度，过高会增加拉拔难度，过低则影响焊丝强度。通常盘条碳含量控制在0.3%~0.6%范围内。
3. 有害元素的限制：S、P等有害元素应严格控制，S含量一般要求≤0.020%，P含量≤0.025%，以避免拉拔时产生表面裂纹。
4. 纯净度要求：氧、氮含量应尽可能低，以减少氧化物和氮化物夹杂，提高盘条的塑韧性和表面质量。

炼钢工艺开发

炼钢工艺是保证盘条化学成分准确和纯净度达标的关键环节。文献中提到"炼钢工艺开发"，结合行业实践，堆焊焊丝用盘条的炼钢工艺应重点关注：

• 精炼工艺：采用LF炉或RH炉进行精炼，控制终点成分和温度，去除有害杂质；
• 连铸工艺：连铸坯的凝固组织直接影响后续轧制质量，应控制合适的过热度，避免中心偏析和缩孔；
• 夹杂物控制：通过保护浇铸、中间包冶金等手段减少非金属夹杂物。

加热制度与控轧控冷

加热制度是盘条轧制工艺的核心环节，直接影响盘条的组织和性能。文献中特别强调了"加热制度关键工艺参数的制定与控制"以及"控轧、控冷关键工艺的设计与控制"。

加热制度

加热温度过高会导致晶粒粗化，降低盘条的塑韧性；加热温度过低则奥氏体化不充分，影响轧制变形均匀性。对于合金含量较高的堆焊焊丝用盘条，加热速率的控制尤为重要，过快的升温速率可能导致内外温差过大，产生热应力裂纹。

控轧控冷

控轧控冷（TMCP）是获得优质盘条组织和性能的关键技术。通过控制轧制温度、变形量和冷却速率，可以调控盘条的晶粒尺寸和组织形态。

• 终轧温度：应控制在再结晶温度以上，以获得细小的再结晶晶粒；
• 冷却方式：采用加速冷却（如层流冷却）可以获得更细小的组织；
• 卷取温度：控制卷取温度在相变温度以下，避免形成粗大的珠光体组织。

生产实践验证

文献中提到"天钢生产的堆焊焊丝用盘条抗拉强度适中、塑韧性高、表面质量良好，满足用户拉拔性能和焊接性能的要求"。这一结论表明，通过系统的工艺设计，可以生产出满足堆焊焊丝制造要求的优质盘条。

从工程实践角度看，盘条质量的最终验证应通过以下环节：

1. 拉拔试验：验证盘条在目标拉拔道次和总拉拔量下的性能保持能力；
2. 焊接性能试验：验证焊丝在目标焊接工艺下的电弧稳定性、飞溅率、焊缝成形等；
3. 堆焊层性能试验：验证堆焊层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等最终使用性能。

学习心得

该文体现了钢铁企业从材料源头保障焊接材料质量的系统工程思维。在实际工作中，堆焊焊丝的性能问题有时并非焊丝制造环节的问题，而是上游盘条质量不过关导致的。因此，建立从盘条到焊丝再到堆焊层的完整质量追溯体系，对于提升堆焊产品质量具有重要意义。