[發(fā)明專利]高強(qiáng)度管線鋼用氣體保護(hù)焊焊絲

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010165250.2
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101811234A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊忠文;畢宗岳;劉海璋;牛輝;張錦剛;王建;趙紅波;牛愛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 寶雞市新發(fā)明專利事務(wù)所 61106
• 代理人: 李鳳岐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度管線鋼用氣體保護(hù)焊焊絲，適用于X80級管線鋼 全位置的焊接，特別適合于X80級管線鋼環(huán)焊縫焊接。

背景技術(shù)

X80級天然氣輸送管道用鋼管的強(qiáng)度高，管徑大、管壁厚，距離長，使 得現(xiàn)場焊接施工的勞動強(qiáng)度大大提高。尤其是氣候條件和地理環(huán)境惡劣地區(qū) 的管道建設(shè)，有效施工時(shí)間短。這種情況下，推廣使用自動焊技術(shù)能夠很好 地降低勞動強(qiáng)度，提高施工效率，縮短施工周期。

X80級管線鋼對焊絲的焊接工藝性能、焊縫的力學(xué)性能以及生產(chǎn)工藝要 求很高，特別是現(xiàn)場環(huán)焊縫主要采用全位置自動氣保焊來完成，該焊接方法 要求焊絲應(yīng)具備高強(qiáng)度、高韌性和良好的焊接工藝性能。因此，X80級管線 鋼用氣保護(hù)實(shí)心焊絲不僅要求具備良好的強(qiáng)度和韌性匹配，還應(yīng)具有優(yōu)良的 焊接工藝性能。現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊焊絲強(qiáng)韌匹配和焊接工藝性能難以滿足X80 級管線鋼的焊接技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度管線鋼用氣體保護(hù)焊焊絲，通過確定C、Mn、Si、 Ni、Ti元素的合理成分范圍，使得在焊接X80級管線鋼時(shí)，焊縫金屬具有高強(qiáng) 度的同時(shí)具有較高的低溫沖擊韌性，并且具有優(yōu)良的工藝性能和良好的適應(yīng) 性。適用于X80級管線鋼全位置的焊接，特別適合于X80級管線鋼環(huán)焊縫焊接。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路：

1、C是保證焊縫金屬強(qiáng)度的主要元素，必須保證焊絲中有一定的C含量， 但過高的C元素會促進(jìn)高碳馬氏體的形成，因而影響焊縫金屬的抗裂性能和 沖擊韌性，因此將焊絲中的C含量控制在0.05～0.08％范圍內(nèi)。

2、Mn是焊絲強(qiáng)化元素，又是脫氧元素，在脫氧過程中形成的氧化物能 夠提高焊縫金屬的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。Mn是奧氏體穩(wěn)定化元素，隨著Mn 含量的增加，焊縫金屬中針狀鐵素體含量顯著增加，先共析鐵素體含量減少， 側(cè)板條鐵素體的數(shù)量明顯減少，同時(shí)針狀鐵素體細(xì)化，因此將焊絲中的Mn 含量控制在1.80～2.5％之間。

3、Si是脫氧元素，改善焊接工藝性能，具有提高焊縫熔敷金屬強(qiáng)度的作 用，當(dāng)Si含量偏低時(shí)脫氧不充分，易造成焊縫氧含量過高影響焊縫的低溫沖 擊韌性；當(dāng)焊絲中加入適量的Si元素可以改善其焊接工藝性和提高焊縫金屬 的強(qiáng)度；但過量的Si元素會降低焊縫金屬的低溫韌性。

熔敷金屬的韌性在很大程度上依賴Si和Mn含量，Si、Mn含量過多或過 少都可使韌性下降。Si和Mn對焊縫金屬韌性影響的實(shí)質(zhì)是Si、Mn改變了焊 縫金屬的微觀組織。Si含量增加，使晶界鐵素體增加。Mn是擴(kuò)大奧氏體相區(qū) 的元素，有推遲奧氏體向鐵素體相變的功能，所以增加Mn在焊縫金屬中的含 量，可減少晶界鐵素體的比例。因此Mn、Si含量應(yīng)在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，這 樣既有利于減少非金屬夾雜物的產(chǎn)生，對韌性的改善有利，本發(fā)明焊絲中Si 含量控制在0.7～1.2％之間。

4、Ni是提高焊縫的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性元素，Ni能細(xì)化組織促使針狀 鐵素體的形成，在焊縫金屬中起重要的強(qiáng)化作用，焊縫金屬中Ni對沖擊韌性 的影響與Mn含量之間存在著交互作用，當(dāng)兩種元素位于最佳的配合范圍之內(nèi) 時(shí)，相應(yīng)的焊縫金屬具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配，因此，根據(jù)上述Mn的加入量， 確定焊絲中Ni的加入量為0.7～1.2％。

5、Ti是細(xì)化晶粒的元素，添加適量的Ti有改善焊絲焊接工藝性和焊縫 組織以及提高材料低溫韌性的作用。Ti作為微合金元素同時(shí)加入，焊接時(shí)Ti 與母材中的N形成TiN顆粒，不僅細(xì)化晶粒，還能減少先共析鐵素體形成， 增加針狀鐵素體含量。因此，Ti含量為0.04～0.1％。

6、S和P都是有害的雜質(zhì)元素，降低焊縫金屬的沖擊韌性和抗應(yīng)力腐蝕 能力，應(yīng)嚴(yán)格其含量，以保證焊縫金屬中S、P在較低水平，本發(fā)明中S、P 控制在S＜0.005，P＜0.010。

本發(fā)明由下述Wt％的成份組成：C?0.05～0.08，Si?0.7～1.2，Mn?1.8～ 2.5，P＜0.010，S＜0.005，Ni?0.7～1.2，Ti?0.04～0.1，余量為Fe。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：