[發(fā)明專利]X90管線鋼用高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110373523.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN112792479B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王高見
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川西冶新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/40;B23K9/16
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了X90管線鋼用高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲及其制備方法，氣保焊實(shí)心焊絲的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)，包括：C:0.06~0.12%，Si:0.45~0.80%，Mn:1.30~1.80%，Ni:0.80~1.20%，Cr:≤0.10%，Mo:0.20~0.60%，S:0.006~0.010%，P:≤0.01%，Ti:0.03~0.10%，酸可溶Ti:≤0.03%，O:0.004~0.008%，Al:≤0.010%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)；其中，Mn/Si:2.5~3.5。本申請(qǐng)的高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲，采用Ar+20%CO₂富氬氣體保護(hù)焊接X90級(jí)管線鋼，焊縫金屬具有優(yōu)良的強(qiáng)度及低溫韌性，全位置操作性優(yōu)良。適用于大口徑、厚壁管道的多層多道焊及環(huán)焊縫的半自動(dòng)焊接，焊縫成型美觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及X90管線鋼用高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲及其制備方法，適用于X90級(jí)管線鋼管全位置焊接，也可焊接強(qiáng)度級(jí)別相同的其它結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

X90鋼金相組織以準(zhǔn)多邊形鐵素體、板條貝氏體為主，具有高的強(qiáng)韌性及低的屈強(qiáng)比，低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，抗拉強(qiáng)度可達(dá)800MPa，在韌性方面性能優(yōu)于X100，在使用上擁有較大的市場(chǎng)。在油氣管道建設(shè)過程中，焊接工藝的選擇通常是結(jié)合當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的人文環(huán)境、地質(zhì)形貌及氣候條件，當(dāng)前埋弧焊及自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)手工焊應(yīng)用略廣。

實(shí)心焊絲具有生產(chǎn)效率高，焊接過程中不用清渣，可連續(xù)焊接等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、鐵路橋梁、建筑及高壓容器等大型重要結(jié)構(gòu)件的焊接。實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊因電弧穿透力強(qiáng)，焊縫熔深大，熔敷率高，施工質(zhì)量穩(wěn)定，更適合大口徑、厚壁管道的多層多道焊及全位置焊縫的半自動(dòng)焊接。因而，其在高強(qiáng)度級(jí)別的管道鋼管中應(yīng)用前景更好。

X90管線鋼含碳量約0.06%，并含有較多的合金元素，淬硬傾向增大，焊接容易產(chǎn)生冷裂紋。因而，焊材選用需考慮兩方面的問題：其一，焊縫不易產(chǎn)生缺陷；其二，滿足使用性能的要求。同時(shí)，由于管線鋼管因距離長，壁厚大，殘余應(yīng)力比較嚴(yán)重，必須選用韌性良好的焊材，同時(shí)考慮適應(yīng)高寒服役環(huán)境要求，焊材需在-40℃具有良好的沖擊韌性。

當(dāng)前，我國目前成熟的X90管線鋼配套焊材較少或應(yīng)用范圍限制，制約了配套鋼材的應(yīng)用，因而急需性能良好的焊材與之匹配。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種X90管線鋼用高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲，采用Ar+20%CO₂富氬氣體保護(hù)焊接X90級(jí)管線鋼，焊縫金屬具有優(yōu)良的強(qiáng)度及低溫韌性，全位置操作性優(yōu)良。適用于大口徑、厚壁管道的多層多道焊及環(huán)焊縫的半自動(dòng)焊接，焊縫成型美觀。

具體地，

一種X90管線鋼用高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲，化學(xué)成分按重量百分比計(jì)，包括：C:0.06~0.12%，Si:0.45~0.80%，Mn:1.30~1.80%，Ni:0.80~1.20%，Cr:≤0.10%，Mo:0.20~0.60%，S:0.006~0.010%，P:≤0.010%，Ti:0.03~0.10%，酸可溶Ti:≤0.03%，O:0.004~0.008%，Al:≤0.01%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)；其中，Mn/Si:2.5~3.5。

該發(fā)明中，高強(qiáng)高韌氣保焊實(shí)心焊絲的化學(xué)成分范圍設(shè)定理由如下：

（C:0.06~0.12%）

C是微合金焊縫金屬中最重要的合金元素，隨著碳含量的增加，原奧氏體晶粒的平均寬度減少，同時(shí)先共析鐵素體減少，針狀鐵素體增加，并且其比例發(fā)生改變，焊縫金屬的硬度、屈服點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度均隨之增加；同時(shí)碳含量的增加使焊絲熔敷金屬粘度大幅降低從而流動(dòng)性變好，滿足全位置焊接。但碳含量增加，會(huì)顯著增加熔敷金屬的焊接裂紋敏感性；同時(shí)碳含量的增加會(huì)降低熔敷金屬的延伸率，且不利于焊絲鋼的拉拔生產(chǎn)。因此，限制C含量的范圍為0.06~0.12%。

（Si:0.45%~0.80%）