本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種X100管線鋼手工焊的電焊條，屬于焊接領(lǐng)域，由焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，所述焊芯包括以下成分：C0.020-0.100；Mn0.350-0.550；Si0.015-0.030；P0.005-0.010；S0.002-0.005；Cr0.01-0.20；Ni0.01-0.30；Cu0.01-0.20；余量為Fe及微量雜質(zhì)。與現(xiàn)有的相比，本發(fā)明專利技術(shù)保護的X100管線鋼手工焊的電焊條能滿足焊后焊縫具有與X100管線鋼本體相近的高強度、高韌性、較好的抗腐蝕性及較低的硬度等優(yōu)良性能。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種焊條，特別涉及一種XlOO管線鋼手工焊的電焊條及其生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們對能源的需求也越來越大，而天然氣作為一種高效清潔的能源正日益受到人們的格外重視。由于天然氣田一般位于遠離消費市場的荒漠地區(qū)，如何安全、經(jīng)濟的將天然氣輸送到消費市場一直是天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。目前，天然氣輸送中要求最高的就是對天然氣管道性能的要求。現(xiàn)代天然氣管道總的發(fā)展趨勢主要為兩點一是進一步提高輸送壓力，發(fā)達國家近年來新建天然氣輸送干線的工作壓力達15MPa ;二是與提高壓力相匹配，采用高強度級鋼管。工業(yè)發(fā)達國家把X80列為21世紀初天然氣管道的主選鋼級，德國、日本、加拿大已研制成功XlOO管線鋼。此外，由ECSC、CSM和歐洲鋼管共同進行的聯(lián)合研究項目，開展了管徑達到1420mm輸送壓力為15MPa的XlOO鋼管的斷裂行為的研究，采用實驗室試驗和全尺寸爆破試驗，對其可行性進行了論證。國內(nèi)外專家預測，在今后的10年內(nèi)，XlOO強度級管線鋼將會占據(jù)大型天然氣管線用鋼市場。我國未來的管道建設(shè)中將大力實施XlOO管線鋼工程。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)級別小于XlOO管線鋼焊條很多，如英國FILAPK公司的E8018 — G焊條、日本神鋼的K0BAE6010、E7010焊條、西安交通大學研制的E8016 — G焊條，而適合XlOO管線鋼焊接用的焊條微乎其微。在高強度焊管制造過程中，其最難解決的是焊縫金屬及熱影響區(qū)的強度及韌性的降低問題，且強度級別越高韌性降低越明顯。如何控制焊縫金屬及熱影響區(qū)的性能是高強度焊管開發(fā)急需解決的關(guān)鍵問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述不足之處，本專利技術(shù)的目的之一就在于提供一種XlOO管線鋼手工焊的電焊條，該XlOO管線鋼手工焊的電焊條能滿足焊后焊縫具有與XlOO管線鋼本體相近的高強度、高韌性、較好的抗腐蝕性及較低的硬度等優(yōu)良性能。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是一種XlOO管線鋼手工焊的電焊條，由焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，所述焊芯包括以下成分C O. 020-0. 100 ；Mn O. 350-0. 550 ；Si O. 015-0. 030 ；P O. 005-0. 010 ；S 0. 002-0. 005 ；Cr 0. 01-0. 20 ；Ni 0. 01-0. 30 ；Cu0.01-0. 20 ;余量為Fe及微量雜質(zhì)。作為優(yōu)選，所述藥皮成分重量百分比為 硅微粉3-8 ； 螢石粉20-30 ； 大理石粉25-35 ； 電解錳3-8 ； 噴霧硅鐵3-6 ；霧化鐵粉15-30 ； 鎳粉4-7 ； 鑰鐵粉1-2 ； 鋯英砂2-4 ； 鈦鐵粉4-8 ； 作為優(yōu)選，所述娃微粉3kg ； 所述螢石粉22 kg ； 所述大理石粉28 kg ； 所述電解猛5. 8 kg ； 所述噴霧硅鐵5 kg ； 所述霧化鐵粉20 kg ； 所述鎳粉5 kg ； 所述鑰鐵粉1. 2 kg ; 所述錯英砂3 kg ； 所述欽鐵粉6 kg ； 本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種制造上述XlOO管線鋼手工焊的電焊條的生產(chǎn)方法。技術(shù)方案是一種制造上述XlOO管線鋼手工焊的電焊條的生產(chǎn)方法，其特征在于所采用的步驟為將所述藥皮粉料拌混合均勻后，加入藥皮粉料重量16-20%的粘結(jié)劑混合均勻，然后送入壓條機內(nèi)將其包于所述焊芯上，再經(jīng)60-150°C低溫烘焙、350-380°C高溫烘小立m。作為優(yōu)選，所述粘結(jié)劑為濃度42. 5°的鉀鈉水玻璃。本專利技術(shù)的專利技術(shù)原理 通過對各種原輔材料合理配備，對熔渣的凝固點、表面張力、粘度等方面的調(diào)整，設(shè)計了一種操作性能好的高堿度渣系。通過對鉀、鈉等物質(zhì)含量的調(diào)整，改善了焊劑的電弧穩(wěn)定性。通過對熔敷金屬的微合金化，使熔敷金屬晶粒細化，提高焊縫金屬的塑韌性。為了提高熔敷金屬的抗裂性能，通過對原材料的處理，降低焊縫金屬晶界邊緣低熔點物質(zhì)的凝聚；通過加入稀土等特殊物質(zhì)，改變?nèi)鄯蠼饘僦杏泻﹄s質(zhì)在晶界邊緣的形態(tài)；通過對某些原輔材料的特殊處理，大大降低了焊劑的結(jié)晶水含量，加入多種碳酸鹽、氟化物等提高脫氫能力來降低熔敷金屬擴散氫的含量。本專利技術(shù)技術(shù)方案所采用焊芯化學成分及藥皮組份的依據(jù)是使焊縫熔敷金屬中重要元素化學成分控制在理想范圍內(nèi)，即 l.Mn與Ni的匹配Mn能擴大奧氏體相區(qū)，推遲γ-α的轉(zhuǎn)變，使焊縫組織的轉(zhuǎn)變溫度向針狀鐵素體形成溫度接近，從而在提高焊縫金屬強度的同時改善韌性，同時Mn還是良好的脫氧、脫硫齊U，因此焊縫中含有一定量的Mn是有益的。Ni除了能促進針狀鐵素體形成外，還有利于減少沖擊值的波動，降低焊縫金屬的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度，因此必須保證焊縫中含有一定量的Ni。研究表明，保持熔敷金屬適宜強度和優(yōu)良韌性的關(guān)鍵之一是控制Mn與Ni的配比，隨著Ni含量的增高，必須降低Mn含量，否則會使焊縫強度過高而降低焊縫塑性和韌性，研究表明Mn/Ni比在O. 8 1. 2范圍內(nèi)是比較合適的。2. Mo—方面可以有效提高焊縫金屬的拉伸強度，另一方面可促進焊縫獲得理想的針狀鐵素體顯微組織，對提高韌性有利；同時Mo是強碳化物形成元素，具有明顯地沉淀強化作用，過高會提高焊縫金屬的硬度。小于O. 20%則無法保證XlOO鋼的焊縫金屬的拉伸強度和高韌性。因此在滿足強度的前提下，含量控制在O. 20-0. 40%比較適宜。3. Ti是強碳化物形成元素，易形成穩(wěn)定的TiC，Ti是顯著強化鐵素體元素。因此，Ti的加入即可細化晶粒提高焊縫韌性，又因其固溶于鐵素體的脆化作用，抵消細化晶粒對焊縫韌性的有利影響，經(jīng)反復調(diào)試，確定了合適的Ti含量，保證焊縫金屬韌性有較大的提聞。4.在焊條藥皮中加入了微量稀土元素，一方面使鐵素體得到了細化，另一方面由于稀土元素具有脫硫、改變硫化 物形態(tài)、凈化焊縫的作用，提高低溫沖擊韌性。通過對稀土元素及其加入量的調(diào)整，明顯提高了焊縫金屬的低溫沖擊性能，取得了良好的效果。5.硫⑶、磷⑵都是有害元素，當焊縫金屬中S、P含量越高，焊縫的夏比沖擊值越低；同時S、p是焊縫引起熱裂紋的主要原因之一。我們對使用鋼材及其原輔料進行了精選，對材料的S、P雜質(zhì)含量進行了嚴格的控制，全部采用了高純凈度的材料，將焊縫金屬硫(S)含量控制在不大于O. 006%，同時磷(P)含量控制在不大于O. 015%。6.鐵粉能凈化溶池，同時它又能細化晶粒，提高焊縫沖擊韌性，但過多會使其它元素稀釋。鐵粉(Fe)藥皮中加入量控制在15-30%。本專利技術(shù)的有益效果在于本專利技術(shù)保護的焊條焊接XlOO管線鋼，焊縫金屬化學成分和XlOO管線鋼合理的匹配，通過使用合適的焊接工藝，在不進行焊后熱處理的情況下使焊縫金屬的組織達到最佳，具有合理的拉伸強度、沖擊值、彎曲性能、抗裂性能、硬度等機械性能指標，并且焊縫內(nèi)部氣孔、夾渣和裂紋，以及外觀邊緣過度和咬邊等滿足標準要求。本專利技術(shù)保護的焊條中各成份合理匹配對改善焊接組織和焊縫的機械性能起到了良好作用，本焊條焊接XlOO管線鋼，焊縫金屬具有高強度、高韌性、抗H2S腐蝕性及較低的硬度等優(yōu)點，與Xioo管線鋼基材達到良好的匹配。采用本焊條的焊縫金屬不需進行熱處理，克服了低合金高強鋼焊接后焊縫需進行熱處理且質(zhì)量差、使用中易發(fā)生工程事故等缺陷。本專利技術(shù)保護的焊條，以適應石油、天本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種X100管線鋼手工焊的電焊條，由焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，其特征在于所述焊芯包括以下成分：C?0.020?0.100；Mn?0.350?0.550；Si?0.015?0.030；P?0.005?0.010；S?0.002?0.005；Cr?0.01?0.20；Ni?0.01?0.30；Cu?0.01?0.20；余量為Fe及微量雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種XlOO管線鋼手工焊的電焊條，由焊芯和裹覆于焊芯表面的藥皮組成，其特征在于所述焊芯包括以下成分C O. 020-0. 100 ；Mn O.350-0. 550 ；Si O.015-0. 030 ；PO. 005-0.010SO. 002-0.005CrO. 01-0.20 ；NiO. 01-0.30 ；CuO. 01-0.20 ；余量為Fe及微量雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的XlOO管線鋼手工焊的電焊條，其特征在于所述藥皮成分重量百分比為硅微粉3-8 ；螢石粉20-30 ；大理石粉25-35 ；電解錳3-8 ；噴霧硅鐵3-6 ；霧化鐵粉15-30 ；鎳粉4-7 ；鑰鐵粉1_2 ；鋯英砂2-4 ；鈦鐵粉4-8。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的XlOO管...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊飛，
申請(專利權(quán))人：四川大西洋焊接材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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