[發明專利]管線鋼用高韌性埋弧焊絲

無效

• 申請號: 200710303639.7
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101462207A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 陳延清;張飛虎;董現春;邱利;張永強;郭占山;鞠建斌;陳濤
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 首鋼總公司專利中心
• 代理人: 史桂芬

技術領域

本發明涉及一種高韌性埋弧焊絲，屬于焊接材料領域，該焊絲與焊劑SJ101配合埋弧焊接時，焊縫金屬抗拉強度為550～700Mpa，-40℃沖擊功AkV≥90J，適合于500～700Mpa級低合金高強鋼和APIX60～X70級管線鋼板的埋弧焊接。

背景技術

石油、天然氣輸送管道承受油、氣的壓力及介質的復雜作用，由于其輸送距離長，地質條件復雜，環境條件比較惡劣，或者穿越人口集中的城市，在使用過程中有可能發生各種各樣的斷裂事故，造成嚴重的經濟損失，對人身安全和環境構成嚴重威脅，因而對管線管道的安全性要求日益增高。管道的安全性除了從設計、施工、使用方面考慮外，其對其焊縫低溫韌性要求也日益嚴格。近年來，國際上出現了不少埋弧焊絲，如日本專利JP067205、JP143659、JP108883和中國專利CN1025165C等，上述專利埋弧焊絲，在不同程度上滿足了焊接性和強度韌性的要求，但是其韌性一般比較低、特別是低溫韌性較低。不適合窄間隙埋弧焊接、大線能量埋弧焊接、多層多道焊接。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種低溫韌性良好的，抗氫致裂紋和抗腐蝕性能優異的管線鋼用高韌性埋弧焊絲，適合于窄間隙埋弧焊和大線能量高效焊接。

本發明涉及一種管線鋼用高韌性埋弧焊絲，其化學成分按重量％含有：C0.04～0.09、Mn1.4～1.9、Si0.1～0.2、Mo0.1～0.3、Ti0.07～0.15、B0.0005～0.003、Zr0.002～0.008、Cu≤0.35、S≤0.010、P≤0.012，余量為Fe。

其中：C、Mn、Si、Mo、Cu等元素可以提高焊縫金屬的淬透性，抑制先共析鐵素體的形成，促進針狀鐵素體形成。上述合金系在一定的比例范圍內，可以降低針狀鐵素體的轉變溫度，使得在較低溫度下轉變的針狀鐵素體具有較高的位錯密度，從而使焊縫金屬具有良好的強韌比。

在焊縫中合金元素Mn、Mo以固溶為主，使焊縫具有強韌的基體。Mn、Mo還有提高焊縫抵抗H2S腐蝕的能力。

Si、Mn同時存在時有脫氧作用，隨Si元素含量增加，可使連續冷卻時的相變溫度逐漸降低，組織細化。由于焊劑及鋼板母材中含有較高的Si，因而在焊接過程中增Si現象比較普遍，因而控制Si含量0.1～0.2％。

Mo、B元素推遲鐵素體轉變溫度，促進晶粒內針狀鐵素體的形成，B在晶界聚集，抑制先共析鐵素體和側板條鐵素體的形成，從而提高焊縫的韌性。

Ti在焊絲中具有脫氧作用，殘余的Ti在焊縫中形成的氮化物，可作為針狀鐵素體的形核質點，從而細化晶粒，提高韌性。

焊絲表面鍍銅，能防銹，增強焊接過程的導電性和送絲穩定性，銅在焊接過程中會過渡到焊縫中。當Cu含量小于0.5％時，以固溶硬化方式起強化作用，并降低針狀鐵素體轉變溫度，利于獲得高密度位錯的針狀鐵素體，確定焊絲Cu含量為≤0.35％。

S、P元素對焊縫金屬低溫韌性有危害作用，應盡量降低，因而焊絲中控制S≤0.008、P≤0.012。

總之，本發明通過在焊絲中添加Ti、B、Mo擴大針狀鐵素體的轉變區域、獲得穩定的針狀鐵素體并取得微合金化效果；Si、Mn聯合脫氧，使得焊縫金屬獲得合適的氧含量；加入Cu獲得高密度位錯的細針狀鐵素體；降低P、S及其它雜質的含量。本發明焊絲確定化學成分(％)：C0.04～0.09、Mn1.5～1.9、Si0.1～0.2、Mo0.1～0.3、Ti0.07～0.15、B0.0005～0.003、Zr0.002～0.008、Cu≤0.35、S≤0.010、P≤0.012，余量為Fe。從而使焊縫金屬獲得合適的合金體系，具有優異的強韌性匹配。

本發明具有以下優點：

1.本發明焊絲焊接工藝性能穩定，焊縫金屬具有優良的綜合性能，具有較高的抗拉強度和低溫沖擊韌性，具有優良的抗裂性能。

2.本發明焊絲可用于單層焊接或多層焊接、單面焊接或多面焊接工藝，適合于厚板焊接和窄間隙焊接，更適合管線鋼的多絲埋弧焊接。

3.本發明焊絲對焊接線能量以及坡口形式適應性強，是大型鋼結構焊接的理想材料。