[發明專利]一種X80低合金高強度管線鋼焊接用金屬粉芯藥芯焊絲

有效

• 申請號: 201410389287.1
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104259687B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 侯杰昌;馬強
• 申請（專利權）人: 天津市永昌焊絲有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K9/16
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 劉瑩

技術領域

本發明屬于氣保護用藥芯焊絲技術領域，尤其涉及×80低合金高強度管線鋼焊接用金屬粉芯藥芯焊絲。

背景技術

國內外輸氣管線都趨向于高強度鋼級、大口徑管道的方向發展。已經建設完工的西氣東輸二線工程、中緬輸氣管線、以及目前正籌建的新粵浙管道工程等都將采用X80低合金高強度管線鋼管。管道焊接施工中，第一層焊道——根焊道的焊接施工是至關重要的，焊接效率直接影響整個工程進度，其焊接質量也是管道安全的首要保障。因此，根焊方法和根焊材料的選擇決定整個工程效率和質量的技術關鍵。

針對長輸管道根焊施工的具體情況而進行X80低合金高強度管線鋼的抗裂性研究結果表明，擴散氫含量較高的纖維素型焊條的抗裂性較差，在現場的復雜惡劣環境施焊過程中易產生焊接冷裂紋。為獲得高質量的焊接接頭，因此工藝文件明確提出要求在X80低合金高強度長輸管線的環焊接頭根部焊接施工中，不準使用纖維素型焊條電弧焊的工藝。低氫型焊條和實心焊絲具有較低擴散氫含量可滿足要求，但低氫型焊條生產效率低，實心焊絲容易出現未融合、假熔等缺陷。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種X80低合金高強度管線鋼焊接用金屬粉芯藥芯焊絲。采用Ni-Mo-Ti-B合金體系，不僅能滿足X80低合金高強度管線鋼力學性能，同時具有良好的焊接工藝性能，提高生產效率，避免焊接缺陷的產生。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種X80低合金高強度管線鋼焊接用金屬粉芯藥芯焊絲，由碳鋼鋼帶和金屬粉芯兩部分組成，所述金屬粉芯由如下重量百分比的原料組成，

優選的，低碳錳鐵8～15％、硅鐵5～9％、鈦鐵1～3％、鎳粉8～12％、鉬鐵1～3％、硼鐵4～8％、鎂粉2～5％、氟化稀土1～4％、余量為鐵粉。

優選的，所述金屬粉芯由如下重量百分比的原料組成，低碳錳鐵8％、硅鐵5％、鈦鐵1％、鎳粉8％、鉬鐵1％、硼鐵4％、鎂粉2％、氟化稀土1％、鐵粉70％。

優選的，所述金屬粉芯由如下重量百分比的原料組成，低碳錳鐵15％、硅鐵9％、鈦鐵3％、鎳粉12％、鉬鐵3％、硼鐵8％、鎂粉5％、氟化稀土4％、鐵粉41％。

優選的，所述金屬粉芯由如下重量百分比的原料組成，低碳錳鐵11.5％、硅鐵7％、鈦鐵2％、鎳粉10％、鉬鐵2％、硼鐵6％、鎂粉3.5％、氟化稀土2.5％、鐵粉55.5％。

優選的，所述氟化稀土中TREO≥83％，S≤0.15,C≤0.10，H₂O≤0.25。

本發明的配方分析：

本發明所述焊絲X80低合金高強度管線鋼焊接用金屬粉芯藥芯焊絲，在焊絲的藥粉配方設計時，滿足X80低合金高強度管線鋼力學性能要求的同時，還應具有良好的焊接操作工藝性能，尤其在管道根焊時提高焊接效率及焊接質量。

下面是關于組成本發明中金屬粉芯藥芯焊絲中藥粉作用及其含量范圍的說明。

低碳錳鐵為主要脫氧劑，降低熔敷金屬的含氧量，并向焊縫中過渡C及Mn元素，Mn提高焊縫強度的同時，還可提高焊縫的韌性，降低的韌脆轉變溫度。Mn/C比直接影響焊縫韌脆轉變溫度，但Mn含量過高會加劇焊縫的中心偏析，Mn含量過低容易脫氧不足焊縫表面出現壓坑、氣孔缺陷，考慮脫氧效果及工藝性能等因素設定低碳錳鐵含量。

硅鐵為重要脫氧劑，向焊縫過渡Si元素，保證焊縫有良好的力學性能，調節鐵水流動性，但含量不可控制太高，否則會惡化焊縫金屬的純凈度，裂紋敏感性提高。

鈦鐵主要作用為脫氧劑，由于B元素極易被氧化和氮化，導致其有益作用難以發揮，而Ti與O、N均有極高的親和力，焊絲中添加適量的Ti可以有效防止B的氧化和氮化，但含量過高會導致電弧穩定性降低。

鎳粉是焊縫中重要的合金元素，可以降低焊縫的低溫轉變溫度，提高低溫沖擊韌性。

鉬鐵是焊縫中重要的合金元素，可提高焊縫金屬的強度。

硼鐵焊縫中微合金化元素，B在奧氏體晶界偏聚可有效抑制先共析鐵素體的形核，增大焊縫金屬中針狀鐵素體的比例，提高焊縫金屬的沖擊韌性，。

鎂粉是強脫氧劑，同時可以降低熔滴的熔點，改善熔滴過渡方式及電弧穩定性，提高電弧穿透力，含量過高會形成較多熔渣影響焊縫表面質量。

氟化稀土可細化晶粒，改善焊縫組織。

優選的，所述碳鋼鋼帶是厚度0.9mm的SPCC冷軋低硫磷鋼帶。

優選的，所述金屬粉芯的質量占焊絲總質量的12～17％。