管线钢用高韧性埋弧焊丝制造技术

本发明专利技术涉及一种管线钢用高韧性埋弧焊丝，适应于高压油、气输送管线用ＡＰＩＸ６０～Ｘ７０级管线钢的埋弧焊接，也适用于压力容器用钢、桥梁用钢的埋弧焊接。其化学成分按重量％含有：Ｃ０．０４～０．０９、Ｍｎ１．４～１．９、Ｓｉ０．１～０．２、Ｍｏ０．１～０．３、Ｔｉ０．０７～０．１５、Ｂ０．０００５～０．００３、Ｚｒ０．００２～０．００８、Ｃｕ≤０．３５、Ｓ≤０．０１０、Ｐ≤０．０１２，余量为Ｆｅ。该焊丝与焊剂ＳＪ１０１匹配埋弧焊接时，焊缝金属抗拉强度为５５０～７００ＭＰａ，－４０℃冲击功Ａ↓［ｋＶ］≥９０Ｊ，适合于５００～７００ＭＰａ级低合金高强钢和ＡＰＩＸ６０～Ｘ７０级管线钢的埋弧焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高韧性埋弧焊丝，属于焊接材料领域，该焊丝与焊剂SJ101配合埋弧焊接时，焊缝金属抗拉强度为550 700Mpa， -4(TC冲击功AkV^90J，适合于500 700Mpa级低合金高强钢和 APIX60 X70级管线钢板的埋弧焊接。
技术介绍
石油、天然气输送管道承受油、气的压力及介质的复杂作用，由 于其输送距离长，地质条件复杂，环境条件比较恶劣，或者穿越人口 集中的城市，在使用过程中有可能发生各种各样的断裂事故，造成严 重的经济损失，对人身安全和环境构成严重威胁，因而对管线管道的 安全性要求日益增高。管道的安全性除了从设计、施工、使用方面考 虑外，其对其焊缝低温韧性要求也日益严格。近年来，国际上出现了 不少埋弧焊丝，如日本专利JP067205、 JP143659、 JP108883和中国 专利CN 1025165C等，上述专利埋弧焊丝，在不同程度上满足了焊 接性和强度韧性的要求，但是其韧性一般比较低、特别是低温韧性较 低。不适合窄间隙埋弧悍接、大线能量埋弧焊接、多层多道焊接。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种低温韧性良好的，抗氢致裂纹和 抗腐蚀性能优异的管线钢用高韧性埋弧焊丝，适合于窄间隙埋弧焊和大线能量高效焊接。本专利技术涉及一种管线钢用高韧性埋弧焊丝，其化学成分按重量％含有C0.04 0.09、 Mnl.4 1.9、 Si0.1 0.2、 Mo0.1 0.3、 Ti0.07 0.15、B0扁5 0駕、Zr0.002 0細、Cu《0.35、S《0.010K0.012，余量为Fe。其中C、 Mn、 Si、 Mo、 Cu等元素可以提高焊缝金属的淬透 性，抑制先共析铁素体的形成，促进针状铁素体形成。上述合金系在 一定的比例范围内，可以降低针状铁素体的转变温度，使得在较低温 度下转变的针状铁素体具有较高的位错密度，从而使焊缝金属具有良 好的强韧比。在焊缝中合金元素Mn、 Mo以固溶为主，使焊缝具有强韧的基 体。Mn、 Mo还有提高焊缝抵抗H2S腐蚀的能力。Si、 Mn同时存在时有脱氧作用，随Si元素含量增加，可使连续 冷却时的相变温度逐渐降低，组织细化。由于焊剂及钢板母材中含有 较高的Si，因而在焊接过程中增Si现象比较普遍，因而控制Si含量 0.1 0.2%。Mo、 B元素推迟铁素体转变温度，促进晶粒内针状铁素体的形 成，B在晶界聚集，抑制先共析铁素体和侧板条铁素体的形成，从而 提高焊缝的韧性。Ti在焊丝中具有脱氧作用，残余的Ti在焊缝中形成的氮化物，可作为针状铁素体的形核质点，从而细化晶粒，提高韧性。焊丝表面镀铜，能防锈，增强焊接过程的导电性和送丝稳定性，铜在焊接过程中会过渡到焊缝中。当Cu含量小于0.5%时，以固溶 硬化方式起强化作用，并降低针状铁素体转变温度，利于获得高密度 位错的针状铁素体，确定焊丝01含量为《0.35%。S、 P元素对焊缝金属低温韧性有危害作用，应尽量降低，因而 焊丝中控制S《0.008、 P《0.012。总之，本专利技术通过在焊丝中添加Ti、 B、 Mo扩大针状铁素体的 转变区域、获得稳定的针状铁素体并取得微合金化效果；Si、 Mn联 合脱氧，使得焊缝金属获得合适的氧含量；加入Cu获得高密度位错 的细针状铁素体；降低P、 S及其它杂质的含量。本专利技术焊丝确定化 学成分O): C0.04 0.09、 Mnl.5 1.9、 Si0.1 0.2、 Mo0.1 0.3、 Ti0.07 0.15、 B0扁5 0扁、ZrO皿 0遍、Cu《0.35、 S《0扁、 P《0.012，余量为Fe。从而使焊缝金属获得合适的合金体系，具有优 异的强韧性匹配。本专利技术具有以下优点-1. 本专利技术焊丝焊接工艺性能稳定，焊缝金属具有优良的综合性 能，具有较高的抗拉强度和低温冲击韧性，具有优良的抗裂性能。2. 本专利技术焊丝可用于单层焊接或多层焊接、单面焊接或多面焊接 工艺，适合于厚板焊接和窄间隙焊接，更适合管线钢的多丝埋弧焊接。3. 本专利技术焊丝对焊接线能量以及坡口形式适应性强，是大型钢结 构焊接的理想材料。4. 本专利技术焊丝质量稳定，该焊丝与SJ101焊剂匹配埋弧焊接时， 焊缝金属抗拉强度为550 700Mpa， -40°(3冲击功AkV^90J，适合于500 700Mpa级低合金高强钢和APIX60 X70级管线钢板的埋弧焊 接。满足煤矿机械、高层建筑、石油管线、压力容器、跨海大桥、军 工军舰等大型、重要结构的低合金高强钢的焊接。 具体实施例实施例1:采用铁水脱硫—转炉冶炼—LF炉精炼—160mm2方坯 铸机全保护浇注。炼钢选用低硫铁水，铁水硫含量较高时进行铁水脱 硫扒渣，冶炼按技术操作规程及有关操作要点进行炼钢工序操作，组 织生产时尽量安排顶底复吹转炉吹炼，并保证复吹效果，严格控制炼 钢终点成分、出钢温度、下渣量等参数。将160mm2方坯热轧成① 5.5mm盘条，经过去除表面氧化皮、拔丝、镀铜处理，制成①4mm 焊丝，焊丝的化学成分(按重量％): C0.05、 Mnl.65、 Si0.15、 Mo0.15、 Ti0.14、 B0細9、 Zr0.003、 Cu0.20、 S0扁、P0据，余量为铁及不 可避免的杂质。该焊丝与焊剂SJ101配合埋弧焊接，按照国家标准GB/T 5293-1999 "埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂"的试验方法进行熔敷金属性 能试验，焊接热输入24.9kJ/cm,结果如表所示。焊缝金属的力学性能<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例2:按照实施例l所述方法，制成①4.0mm、①3.2mm焊 丝，焊丝的化学成分(按重量％): C0.09、 Mnl.80、 Si0.20、 Mo 0.30、TiO.lO、 B0观5、 ZrO扁、Cu0.25、 SO細、P0.009,余量为铁及不 可避免的杂质。母材为8.8mm厚X70管线钢，焊剂为SJIOI。内焊用单丝工艺， 热输入30KJ/cm，外焊采用了双丝工艺，热输入45KJ/cm，焊后接头 的力学性能见表。与X70管线钢焊接性倉l拉伸性能AkA备注-20°C-40°CMPaMPa%断在母材110,121,14995， 95, 1055956902212798实施例3:按照实施例l所述方法，制成03.2mm焊丝，焊丝 的化学成分(按重量％): C0.07、 Mnl.60、 Si0.18、 Mo 0.30、 Ti0.15、 B0.003、 Zr0.008、 Cu0.35、 S0.003、 P0.006,余量为铁及不可避免的 杂质。进行焊丝与低碳贝氏体桥梁钢焊接试验。母材的化学成分和力 学性能见表。贝氏体桥梁钢母材的化学成分<table>table see original document page 7</column></row><table>该焊丝与焊剂SJ101配合，采用单丝埋弧自动焊进行了低碳贝氏 体桥梁钢埋弧自动焊试验，根据母材的厚度焊接热输入为45 50KJ/cm。焊后进行了超声波探伤，探伤结果显示焊接质量达到II级质量。焊后试样力学性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管线钢用高韧性埋弧焊丝，其化学成分按重量％含有：Ｃ０．０４～０．０９、Ｍｎ１．４～１．９、Ｓｉ０．１～０．２、Ｍｏ０．１～０．３、Ｔｉ０．０７～０．１５、Ｂ０．０００５～０．００３、Ｚｒ０．００２～０．００８、Ｃｕ≤０．３５、Ｓ≤０．０１０、Ｐ≤０．０１２，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，陈延清，董现春，郭占山，鞠建斌，邱利，张飞虎，张永强，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]