[發明專利]一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲

無效

• 申請號: 201410666124.3
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104400253A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 齊彥昌;馬成勇;肖紅軍;肖曉明;魏金山;彭云;田志凌
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于埋弧焊絲技術領域，特別是涉及一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲絲。

背景技術

近年來就，隨著全球對石油天然氣的需求急劇增加，陸地石油天然氣的逐漸枯竭，世界各國正積極向海洋尋求能源，而海洋油氣開采也從大陸架走向深海。海洋平臺遭遇的海況也越來越惡劣，除要經受風、浪的沖擊外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境破壞的作用。因此，對海洋平臺用鋼的強度、韌性、厚度提出更高要求，尤其在寒冷地區，對于低溫韌性要求非常高，-40℃的沖擊功大于80J。

埋弧焊具有高效、成形美觀、一次探傷合格率高等優點，尤其是焊接大厚度鋼時具有明顯的優勢，也是海洋平臺的建造過程中是優選考慮的焊接方法。然而焊接高強度高韌性大厚度鋼時埋弧焊也存在的一定問題，首先是抗裂性較差，其次焊縫的低溫韌性較低。這些問題與焊接材料具有直接關系。

當前40kg級以上大厚度海洋平臺用鋼在進行埋弧焊時，焊前需要預熱到100℃，花費了大量人力和物力，而且效率低下。

專利CN103418934A和專利CN103273213A分別公布了一種高強高韌埋弧焊絲，兩種埋弧焊絲雖然獲得了低溫韌性良好的焊縫，但是通過添加大量Ni來實現，一方面成本高，另一方面焊縫裂紋敏感性高，對于大厚度鋼板不預熱焊接適應性不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲，該埋弧焊絲具有極佳低溫韌性及抗裂性。

為了實現上述目的，本發明埋弧焊絲的化學成分(質量分數)為：C?0.01-0.15％；Si?0.1-0.9％；Mn?0.5-2.0％；P≤0.015％；S≤0.012％；Ni?0.1-1.5％；Mo?0.1-0.6％；Ti?0.01-0.25％；Al≤0.01％；CE≤0.4％；余量為鐵；CE＝C+(Mn/6)+(Ni/15)+(Cu/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)。

本發明的成分設計原理如下：

在根據本發明實施例的用于海洋平臺建造的埋弧焊絲中，C是固溶強化元素，可以有效地提高焊縫強度。為了達到所需要的強度，碳含量應大于0.01％，但是C含量過高時會導致焊縫裂紋傾向增加，從而韌性降低，因此C含量不超過0.15％。

Si可以提高焊縫金屬的強度，同時是重要的脫氧元素。另一方面，Si含量過高時會降低焊縫的韌性。同時考慮到熔劑會向焊縫過渡一定量的Si，因此，埋弧焊絲中Si含量為：0.1-0.9％。

Mn是本埋弧焊絲成分中主要強化元素之一，同時又是脫氧元素，所以Mn含量應大于等于0.5％，同時Mn含量超過2.0％后焊縫金屬的韌性會降低。因此埋弧焊絲中Mn含量為0.5-2.0％。

P、S是雜質元素，會降低焊縫的韌性，原則上含量越低越好，但P、S太低會增加制造成本。因此，P和S應分別滿足：P≤0.015％，S≤0.012％。

Ni是可以提高焊縫金屬層錯能，進而提高焊縫韌性的元素，同時也是重要的固溶強化元素。其含量超過0.1％后，提高韌性效果能明顯顯示出來。但是Ni會增加成本，其含量應低于1.5％。因此Ni含量為0.1-1.5％。

Mo是重要的固溶強化元素，可有效提高焊縫金屬的強度，同時可以提高焊縫金屬的抗回火脆性。為了發揮其作用，埋弧焊絲成分中Mo的含量應大于0.1％。但是Mo含量過大會引起韌性降低，同時會增加焊絲的成本，其含量應低于0.6％；因此Mo含量為：0.1-0.6％

Ti為有效脫氧的元素，同時Ti的氧化物可促進針狀鐵素體的形成，進而提高焊縫金屬的韌性。但是Ti含量過高會降低焊縫的低溫韌性。因此，本發明埋弧焊絲Ti含量為0.01-0.25％。

Al為脫氧元素，但是Al含量過高會降低焊縫低溫韌性，因此，Al含量應小于0.01％。

CE為碳當量，一般認為CE≤0.4％時，焊材在焊接時無淬硬傾向，抗裂性良好，不需要預熱。因此，CE?CE≤0.4％。

本發明優點在于，埋弧焊絲成分設計合理，焊縫具有良好低溫沖擊韌性，抗裂性良好，可適應大厚度海洋平臺用鋼不預熱焊接。

具體實施方式

下面將詳細描述根據本發明實施例的用于海洋平臺建造的埋弧焊絲。