[發明專利]一種X60等級管線鋼焊接用電焊條

有效

• 申請號: 201110310499.2
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN102357745A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 蔣勇;陳維富;王高見
• 申請（專利權）人: 四川大西洋焊接材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/365;B23K35/40
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發明涉及一種焊接加工用電焊條，特別是一種用于X60級管線鋼焊接且具有良好的 抗腐蝕性和較高的強度和低溫韌性的電焊條，該焊條可廣泛用于X60級管線鋼及與X60級 管線鋼成分及強度等級相當、對硫磷和低溫韌性有較高要求的其他低合金鋼的焊接。

背景技術

管線鋼主要用于原油、成品油、天然氣及水煤漿等物質的輸送。隨著我國能源結構的 調整和物流輸送方式的改變，管線鋼在我國擁有廣闊的應用前景。

復雜的運營環境是油氣輸送工程的重要特征，這使得油氣管線在運營中由于腐蝕造成 的危害十分嚴重；通常生產用于原油、成品油、天然氣等物質輸送管的X60等級鋼卷板的 化學成分標準(wt％)為：C：0.06-0.08、Mn：1.35-1.55、Si：0.15-0.30、P≤0.020、S≤0.008、 Nb：0.035-0.055、V：0.035-0.055、Ti：0.010-0.025、余量為Fe及不可避免的雜質；此類 管線鋼具有較低的硫磷含量，較高的低溫韌性和良好的抗腐蝕性。因此，要求X60管線鋼 的焊接接頭具有相應的、良好的抗腐蝕性和較高的低溫韌性。然而，目前缺少與該鋼種 配套的低硫、磷及高低溫韌性的焊條，在施工中一般使用普通堿性焊條J507進行焊接。J507 焊條熔敷金屬的化學成分(wt％)為：C：0.082、Mn：1.18、Si：0.530、P：0.021、S：0.015、 Mo：0.002、Cr：0.037、Ni：0.014、V：0.010、Fe：98.014，余量為雜質；其力學性能： 抗拉強度550Mpa，屈服強度440MPa，伸長率30％，-20℃沖擊功(J)140。對比上述兩者的 化學成分及性能，可以看出：普通堿性焊條(J507)的熔敷金屬與X60管線鋼合金體系的 匹配性差，其中主要合金元素中錳(Mn)、硅(Si)的含量與X60等級鋼卷板的含量差別 較大；普通堿性低氫焊條(J507)的熔敷金屬中硫、磷含量較高，尤其是硫含量，這極 大地降低了焊縫的抗腐蝕性和抗裂性。同時，依據理論及大量的試驗和部分工程事故的 分析，均認為采用普通堿性低氫焊條(J507)對X60管線鋼進行焊接、其熔敷金屬性能難 以滿足X60管線鋼對焊接的要求、特別是對低溫韌性的要求。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的缺陷，研究設計一種X60等級管線鋼焊接用電焊 條，以達到在對X60等級鋼進行焊接，其焊接熔敷金屬在不對焊縫進行焊后熱處理的情況 下，確保焊縫具有較低硫、磷及碳的含量，較高的低溫韌性和良好的抗腐蝕性，以滿足 石油、天然氣輸送對X60等級管線鋼管及其焊縫各項技術指標的要求等目的。

本發明的解決方案是包括采用低硫、磷的碳鋼絲作為焊芯，及裹覆于焊芯表面的藥 皮，關鍵在于以重量百分比計，焊芯成分為：C.0.02-0.10wt％、Mn.0.30-0.55wt％、 Si.0.015-0.03wt％、Cr.0.01-.20wt％、Ni.0.01-0.30wt％、S≤0.005wt％、P≤0.010wt％、Fe. 98.675-99.47wt％，余量為雜質；藥皮以焊芯的重量百分比計、其成分為：大理石17.0-21.0 wt％、螢石8.0-10.0wt％、長石2.5-3.0wt％、石英2.0-2.5wt％、電解錳2.0-3.0wt％、 硅鐵1.5-2.5wt％、鈦鐵2.5-3.2wt％、純堿0.3-0.6wt％、鐵粉1.5-2.5wt％、鎳粉0.2-0.5 wt％，將各成分的粉料按比例混合均勻后、加入總成分(混合料)重10-20％的粘結劑攪 拌混合均勻；然后送入壓條機內按常規方法將其裹覆于焊芯上、再經低溫及高溫烘焙， 即成；焊條中藥皮的重量為焊芯重量的40-50％。

上述大理石中CaCO₃含量≥96％，螢石中CaF₂含量≥96％，長石中SiO₂60-70％、 Al₂O₃15-20％、K₂O?10-20％，石英中SiO₂含量≥96％，硅鐵中Si?42-47％，鈦鐵中Ti?25-35％。 而所述加入總成份重10-20％的粘結劑為鈉水玻璃或鉀水玻璃、或鉀鈉水玻璃，其濃度為 4廠～43°。所述低溫烘焙的溫度為80-120℃；高溫烘焙的溫度為350-400℃。

本發明藥皮原料中各成分的主要作用如下：