[發明專利]一種高強度鋼絞合焊絲及其焊接方法

在審

• 申請號: 201910884232.0
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110625293A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 梁裕;馮昱;劉平禮;吳陽龍
• 申請（專利權）人: 河北聯之捷焊業科技有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/18;B23K9/235;B23K9/16
• 代理公司: 32380 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 曹鍵

本發明公開了一種高強度鋼絞合焊絲，其組分按質量百分比包括：碳0.06?0.12％，硅0.4?0.8％，錳1.4?2.0％，鎳0.5?0.9％，鈦0.1?0.16％，鉻0.14?0.18％，銅0.02?0.04％，鋁0.02?0.05％，磷＜0.010％，硫＜0.005％，余量為鐵。上述高強度鋼絞合焊絲的焊接方法，包括：采用機械方法對焊接坡口進行加工，坡口加工面打磨光滑；采用單脈沖焊接模式焊接打底焊道，清理焊道表面；接著采用雙脈沖焊接模式再依次焊接兩條焊縫；采用單脈沖焊接模式焊接蓋面焊道的第一條焊縫；采用雙脈沖焊接模式以分道焊接的方式按順序依次焊接其余焊縫。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種高強度鋼絞合焊絲及其焊接方法。

背景技術

海洋鉆井平臺用鋼管的強度高，管徑大、管壁厚，距離長，使得現場焊接施工的勞動強度大大提高。尤其是氣候條件和地理環境惡劣環境下的管道建設，有效施工時間短。

高強度鋼管對焊絲的焊接工藝性能、焊縫的力學性能以及生產工藝要求很高，特別是現場環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具備高強度、高韌性和良好的焊接工藝性能。氣保護實心焊絲不僅要求具備良好的強度和韌性匹配，還應具有優良的焊接工藝性能，現有的氣體保護焊焊絲強韌匹配和焊接工藝性能難以滿足海洋鉆井平臺用鋼管的焊接技術要求。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種高強度鋼絞合焊絲及其焊接方法，所得絞合焊絲強韌性好，焊接工藝簡便。

本發明提出的一種高強度鋼絞合焊絲，其組分按質量百分比包括：碳0.06-0.12％，硅0.4-0.8％，錳1.4-2.0％，鎳0.5-0.9％，鈦0.1-0.16％，鉻0.14-0.18％，銅0.02-0.04％，鋁0.02-0.05％，磷＜0.010％，硫＜0.005％，余量為鐵。

碳是保證焊縫金屬強度的主要元素，必須保證焊絲中有一定的碳含量，但過高的碳元素會促進高碳馬氏體的形成，因而影響焊縫金屬的抗裂性能和沖擊韌性。

錳既是脫氧元素，在脫氧過程中形成的氧化物能夠提高焊縫金屬的強度和低溫沖擊韌性，又是焊絲強化元素，作為奧氏體穩定化元素，擴大奧氏體相區，有推遲奧氏體向鐵素體相變的功能，隨著錳含量的增加，焊縫金屬中針狀鐵素體含量顯著增加，減少晶界鐵素體的比例，先共析鐵素體含量減少，側板條鐵素體的數量明顯減少，同時針狀鐵素體細化。

硅作為脫氧元素，改善焊接工藝性能，具有提高焊縫熔敷金屬強度的作用，當硅含量偏低時脫氧不充分，易造成焊縫氧含量過高影響焊縫的低溫沖擊韌性；當焊絲中加入適量的硅元素可以改善其焊接工藝性和提高焊縫金屬的強度；但過量的硅元素會降低焊縫金屬的低溫韌性。

鎳是提高焊縫的強度和低溫沖擊韌性元素，鎳能細化組織，促使針狀鐵素體的形成，在焊縫金屬中起重要的強化作用，焊縫金屬中鎳對沖擊韌性的影響與錳含量之間存在著交互作用。

鈦是細化晶粒的元素，添加適量的鈦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。鈦作為微合金元素同時加入，焊接時鈦與母材中的氮形成Ti-N顆粒，不僅細化晶粒，還能減少先共析鐵素體形成，增加針狀鐵素體含量。

硫和磷都是有害的雜質元素，降低焊縫金屬的沖擊韌性和抗應力腐蝕能力，應嚴格其含量，以保證焊縫金屬中硫、磷在較低水平。

優選地，硅元素所占質量百分比與錳所占質量百分比的比為0.5-0.7：1.6-1.8。

優選地，其組分按質量百分比包括：碳0.08-0.10％，硅0.5-0.7％，錳1.6-1.8％，鎳0.6-0.8％，鈦0.11-0.15％，鉻0.15-0.17％，銅0.025-0.035％，鋁0.03-0.04％，磷＜0.010％，硫＜0.005％，余量為鐵。