ER70S—6盤條拉拔斷裂原因分析

2019-10-20 08:17:20劉立國王旭柳志堅

科學導報·科學工程與電力 2019年3期

劉立國王旭柳志堅

【摘要】本文針對ER70s-6盤條在用戶使用過程中出現喇叭斷裂的原因進行分析，采集ER70s-6盤條通條各段的控冷、控軋工況以及成品的金相組織、力學性能，分析產生差異的原因，本文作者認為線材拉拔斷裂是受到組織缺陷、鋼胚加熱不均勻、軋制溫度降溫的影響，故對此進行研究。

【關鍵詞】焊絲用鋼；線材；拉拔斷裂；組織缺陷；控冷控扎；金屬夾雜物

Abstract：In this paper，the reason of horn breakage of ER70s-6 wire rod in user's use is analyzed.The controlled cooling and rolling conditions of ER70s-6 wire rod and the metallographic structure and mechanical properties of finished products are collected.The reasons for the difference are analyzed.The effect of heat inhomogeneity and cooling temperature on rolling temperature is studied.

Key words：wire rod for welding wire，drawing，fracture，microstructure defect，controlled cooling，metal inclusion control

1、前言

ER70s-6屬于鍍銅低合金鋼氣體保護焊絲，采用CO2或富氬作保護氣體進行施焊.具有優良的焊接工藝性能，電弧燃燒穩定，飛濺少，焊縫成型美觀，焊縫金屬氣孔敏感性小，全位置施焊工藝好，可適宜較寬的焊接電流范圍。因此要求盤條具有良好的綜合力學性能指標，以便于盤條的冷拉拔加工。

本文就拉拔斷裂的斷口形式及原因進行研究分析。

2、斷口分析

在焊絲生產現場進行跟蹤，發現斷口形態分為四種：筆尖狀、燕尾狀、杯錐狀、斜茬狀。針對不同形式的斷口試樣和原始盤條進行金相分析，發現不同形式的斷口處存在不同類型的組織缺陷。

2.1筆尖狀和燕尾狀斷口

通過電子顯微鏡高倍觀察（圖1、2），發現心部及周邊有大量馬氏體。由于鋼坯凝固時形成中心疏松而造成區域性偏析，因此盤條心部附近馬氏體數量明顯多于表層。

2.2杯錐狀斷口

對杯錐狀斷口及原始盤條進行分析，發現盤條表面存在均勻分布的全脫碳層，且表層晶粒發生長大，當應力超過強度極限后，首先在鋼絲表面形成裂紋。

2.3斜茬狀斷口

當盤條出現耳子或者圓度不好時，經拉拔，直徑較大的部位變形量大于其他部位，加工硬化程度不同，拉拔時變形不同步，從其界面處形成微裂紋。

3造成拉拔斷裂的影響因素

3.1原始母材的冶金因素

化學成分決定鋼材的性能，其元素之間的合理配比是非常重要的，金屬夾雜物的生成是無法避免的，其對鋼的力學性能和工藝性能有著很大的影響，它會降低鋼的塑性、韌性和疲勞極限，造成鋼材性能上的方向性，使鋼的冷、熱加工性能變差。所以夾雜物控制中應盡量生成室溫下塑形較高的夾雜物，這樣在拉拔過程中夾雜物隨基體金屬一同變形，從而減弱對鋼材成形的影響。

3.2 軋制工藝的影響

（1）水冷的影響：水冷過快，在軋制過程中形成鐵素體，不能產生奧氏體再結晶，產生加工硬化，使塑性降低。

（2）溫度的影響：吐絲溫度偏高，易使晶粒粗大化，應合理設定開扎溫度、入精軋溫度和吐絲溫度。

（3）冷卻速度的影響：冷速過大促進珠光體比例增加，根據拉絲規格的不同，合理設定輥道的速度，各風機風量隨規格的增大而增加。

（4）風機：風機全開，冷卻速度過快，容易形成魏氏體，影響拉拔性能。

3.3拉拔工藝的影響

拉拔過程中，線材在中心部分受拉應力，在拉拔角較小時，中心易產生應力裂紋。應根據鋼材的含碳量和延伸率設定各道次的拉拔角。同時改善潤滑條件，以減少和消除中心拉應力。

4結論

（1）優化軋制工藝和冷卻工藝，避免出現異常組織，提高盤條通條性，保證盤條獲得良好的拉拔性能。

（2）優化拉拔工藝，同時避免工藝波動造成拉拔斷裂。

（3）嚴格控制化學成分、鋼的脫氧、連鑄過熱度、軋制溫度和冷卻速度。

（4）線材的拉拔性能與金屬中夾雜物的種類有關。