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[發明專利]管線鋼用高韌性埋弧焊絲無效

專利信息
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
地址: 100041北*** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關鍵詞: 管線 鋼用高 韌性 焊絲
【說明書】:

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。

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