[發明專利]用于CrMoV鋼的埋弧焊的焊劑和焊絲

有效

• 申請號: 200980130113.0
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN102112270A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: B·勒迪;N·弗洛拉斯;C·肖韋
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司;法國液體空氣焊接公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/36;B23K35/362;C22C38/60;B23K9/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種用于CrMoV鋼的埋弧焊的焊劑，使得能夠防止再熱裂紋(RC)或將再熱裂紋減到最少，本發明還涉及一種焊絲、一種使用該焊絲和該焊劑的埋弧焊工藝、以及一種通過將所述焊絲熔化并焊接一個或多個CrMoV鋼工件而獲得的焊接金屬復合物(即焊接接頭)。

背景技術

含有Cr、Mo和V元素的低合金鋼(也稱作CrMoV鋼，即含有少于3.5wt％的所述合金元素的鋼)尤其用于在石油產品精煉和石化領域中使用的反應器或罐的制造。

在下面的表1中給出了這種低合金鋼的一種典型的冶金成分，即構成這些鋼的基本金屬的成分。

表1：基本金屬的成分(wt％)

通常使用由電弧熔化的焊劑和焊絲通過執行埋弧焊(下文中稱作“SA焊接”)工藝來焊接這些鋼，因此提供了焊料金屬以便于形成所需的焊接接頭。

要被焊接CrMoV鋼工件可以是薄板、板、鍛件或管。

在所有的情況下，在這種CrMoV鋼工件的SA焊接期間，防止再熱裂紋現象或者至少將再熱裂紋現象減到最少是必要的，因為這對于由此焊接的結構的完整性是不利的。

實際上，在焊接結構(比如反應器或類似物，其至少部分地由這種CrMoV鋼通過SA焊接制成)的制造期間，在整個結構的最終的熱處理之前，在大約620到690℃之間、典型地在大約650到680℃之間執行一次或多次焊后應力釋放中間熱處理。

但是，在該應力釋放中間熱處理期間可能發生再熱裂紋效果，并且在應力釋放處理本身期間，優選地在650到680℃之間，或者當溫度進入該溫度范圍時，在焊接接頭內可能形成晶粒間裂紋。

這些晶粒間裂紋可以出現在焊接金屬中或出現在基本金屬的熱影響區(HAZ)中。事實上，這種再熱裂紋效果是由三個因素的結合產生的，即，由于焊接而導致的殘余應力的存在、晶粒的碳化物淀積硬化、以及由于元素隔離而導致的晶界的脆化，主要因素是晶界脆化。

這種再熱裂紋從工業角度來講是非常不利的，因為這需要在已經裂紋的焊接結構上執行修補操作，如果沒有及時檢測到裂紋并修補裂紋，甚至會導致焊接結構的破裂。

盡管該問題是公知的，但是還沒有提供切實有效的解決方案來防止該再熱裂紋效果或將其減到最少，其中所述再熱裂紋效果是由于對完全或部分地由含有Cr、Mo和V元素的低合金鋼組成或構成的一個或多個工件的焊后應力釋放中間熱處理而造成的。

此外，文獻FR-A-2740715是已知的，其教導了針對高強度Cr-Mo鋼的埋弧焊而熔敷的焊絲和金屬，該Cr-Mo鋼含有C、Si、Mn、Cr、Mo、V、N和Fe元素以及P、Al、Ni、Ti、S、Sn、As、Sb和O型雜質。在上述文獻中沒有提及其他元素或雜質對熱裂紋的可能的影響。

此外，文獻FR-A-2074278披露了一種鋼的埋弧焊工藝，其可以改進熔敷金屬的韌性和所獲得的焊縫的形狀。為此，上述文獻推薦使用由金屬粉末和由非金屬粉末構成并且具有給定堿度的焊劑，所述金屬粉末含有Fe、Si和Mn元素且具有受控的顆粒尺寸，所述非金屬粉末由MgO構成、由碳酸鹽構成或者由草酸鹽和成渣劑構成。在上述文獻中沒有提及這些元素或可能的雜質對再熱裂紋的影響。

因此，要解決的一個問題是如何防止通過SA焊接工藝焊接的CrMoV封接部的再熱裂紋或者至少能夠將其減到最少。

發明內容

根據本發明的一個方案是基于可以防止所述再熱裂紋或將其減到最少的一種用于CrMoV鋼的埋弧焊的焊絲和焊劑配方，以及基于一種焊接金屬成分，尤其是利用所述焊絲和焊劑通過執行所述SA焊接工藝而獲得的焊接金屬成分，其顯示出了良好的再熱裂紋抵抗性。

根據第一方面，本發明涉及一種燒結焊劑(agglomerated?weldingflux)，以焊劑的wt％計，包括：

-0.1-0.6％的碳(C)；

-0.3-3％的錳(Mn)；

-少于0.006％的硫(S)；

-少于0.015％的鉛(Pb)；

-少于0.025％的磷(P)；

-0.1-0.8％的鈦(Ti)；

-少于0.02％的銻(Sb)；

-其中：(％S)+(％Sb)+(％P)+(％Pb)＜0.040％，其中(％S)、(％Sb)、(％P)和(％Pb)分別是S、Sb、P和Pb元素在焊劑中的重量含量(按重量計)。