低碳微合金化埋弧焊絲制造技術

本發明專利技術提供了一種低碳微合金化埋弧焊焊絲，其化學成分（重量％）為：Ｃ０．０３～０．１％，Ｍｎ１．２０～１．６０％，Ｔｉ０．０２～０．０８％，Ｂ０．００１～％，Ｍｏ０．２０～０．４０％，Ｙ０．２～０．４％，余為Ｆｅ。本發明專利技術主要適用于油、氣輸送管線的制管和施工。它可以采用大線能量、高速焊接，坷以焊前不預熱，焊后不加熱，適用單層或多層、單面或雙面多種工藝要求。焊縫金屬具有較高的強度和良好的低溫沖擊韌性。（*該技術在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于焊接材料。主要適用于埋弧焊，特別適用于油、氣輸送管線的鋼管的焊接。象油、氣輸送管線之類的管道(鋼管)，承受著油、氣的壓力和溫度及介質的作用，同時還遭受所通過地帶的各種自然和人為因素的影響，在使用過程中，可能發生各種各樣的破斷或斷裂事故，造成嚴重的經濟損失，同時，還會污染環境。為此，除從設計、施工和操作三方面防止上述事故外，合理地選材(包括母材及焊接材料)至關重要。近年來，對油、氣輸送管材的要求已向大口徑、高壓力方向發展。為此，對管材提出了高強度高韌性的要求，而且考慮到焊接工藝已是制管和施工的最主要工藝，幫要求管材必須具有良好的焊接性能;同時，還要求可采用大線能量、高速焊接;要求不預熱，不后熱，可以不開坡口，即要求母材稀釋率達60～70%時，焊縫韌性不降低;另外，還要求抗H2S腐蝕。近十幾年來，國際上開發了不少埋弧焊焊絲，如日本專利JP067205、JP143659、JP108883和中國專利CN89105436都是為不同用途提供的埋弧焊焊絲。上述專利所提及的埋弧焊焊絲，雖都在不同程度上焊接性能和強度性能滿足了使用要求，但它們的韌性都較低，特別是低溫韌性較低。本專利技術的目的在于提供一種高韌性的抗H2S腐蝕的廉價的埋弧焊焊絲。該焊絲主要用于油、氣輸送管線，制管和施工，可采用大線能量、高速焊接，而且可不開坡口，焊前不預熱，焊后不需熱處理，焊接工藝性能好。針對上述目的，本專利技術在焊絲化學成分的設計上采用了低碳高純微合金化的技術方案。焊絲的化學成分(重量%)如下C 0.03～0.1%，Mn 1.20～1.60%，Ti 0.02～0.08%，B 0.001～0.008%，Mo 0.20～0.40%，S≤0.01%，P≤0.02%，Y 0.2～0.4%，Si≤0.4，Cu≤0.5%，余為Fe。其中Y為冶煉時加入量。根據微合金化強韌化理論，為了同時提高焊縫金屬的強度和韌性，可通過控制和細化奧氏體原始晶粒及其分解后的二次晶粒來實現，利用少量的微合金化元素，來促使焊縫的晶粒細化，同時盡量降低C含量及有害氣體，提高焊縫的韌性。現將本專利技術化學成分的設計依據分述如下控制較低的碳含量是為了提高焊縫的韌性。降低C含量，還可降低P的偏析，提高焊縫抗氫致裂的能力。加入Mo、Mn的作用，在于通過固溶強化來提高焊縫的強度，Mo、Mn還有提高焊縫抗H2S腐蝕的能力。Ti與N具有極高的親和力，Ti與N結合，限制并降低自由N的含量，提高焊縫韌性。Ti還具有脫氧作用，保護B不被氧化和氮化。B、Mo元素能推遲奧氏體→鐵素體相轉變的溫度，促使晶粒內針狀鐵素體的形成;B能在晶界聚焦，抑制先共析鐵素體和側板條鐵素體的形成。上述兩者均有利于提高焊縫的韌性。冶煉時加入Y的主要作用一是使S、P等夾雜物球化，并隨之與夾雜物一起熔入熔渣中，從而凈化焊絲金屬，提高焊縫的低溫韌性;二是加入Y除一部進入熔渣中外，還有部分Y進入焊縫金屬中，可降低焊縫金屬氫致冷裂紋敏感性。為此，本專利技術中，Y 0.2～0.4%為冶煉時加入量。為了提高焊縫的抗H2S腐蝕的能力，從冶煉工藝考慮，采用鋼包Si-Ca粉處理，其目的一是降低S含量，從而降低MnS含量;二是球化和細化MnS夾雜，使之形狀變小變圓。兩者均能提高抗H2S腐蝕性能。采用本專利技術焊絲與燒結焊劑相配，進行埋弧焊，所得焊縫金屬的抗拉強度σb≥400MPa，低溫沖擊韌性-40℃ CVN≥110J。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點1、其焊縫在不含Ni、Cr的情況下具有優異的綜合性能，有較高的抗拉強度和良好的低溫沖擊韌性，以及優良的抗H2S腐蝕能力。2、可采用大線能量、高速焊接，而且可不開坡口，焊前不預熱，焊后不后熱。3、可適用于單層或多層、單面或雙面多種工藝要求，以及各種板卷厚度。4、成本低。實施例根據本專利技術所述的埋弧焊絲的化學成分，冶煉了五批焊絲，其具體的化學成分如表1所示。采用這五批焊絲與SJ101氟堿性燒結焊劑相匹配，對X70低碳鋼鋼板板卷進行螺旋焊管施焊。焊后取樣，測定焊縫金屬的沖擊韌性，所得結果如表2所示。表1 實施例焊絲的化學成分(重量%) ＊注V為冶煉時的加入量。表2、實施例所得焊縫金屬沖擊韌性 </tables>注試驗用沖擊試樣為5×10×55，即為1/2標準樣，固所得結果乘2(根據APT標準)。權利要求1.一種埋弧焊焊絲，其特征在于化學成分(重量%)為C0.03～0.1%，Mn1.20～1.60%，Ti0.02～0.08%，B0.001～0.008%，Mo0.20～0.40%，Y0.2～0.4%，余為Fe。2.根據權利要求1所述的焊絲，其特征在于化學成分中，Si≤0.4%，Cu≤0.5%，S≤0.01%，P≤0.02%。3.根據權利要求1所述的焊絲，其特征在于Y0.2～0.4%為冶煉時的加入量。全文摘要本專利技術提供了一種低碳微合金化埋弧焊焊絲，其化學成分(重量％)為C0.03～0.1％，Mn 1.20～1.60％，Ti 0.02～0.08％，B 0.001～0.008％，Mo 0.20～0.40％，Y 0.2～0.4％，余為Fe。本專利技術主要適用于油、氣輸送管線的制管和施工。它可以采用大線能量、高速焊接，可以焊前不預熱，焊后不加熱，適用單層或多層、單面或雙面多種工藝要求。焊縫金屬具有較高的強度和良好的低溫沖擊韌性。文檔編號B23K9/18GK1068528SQ9210562公開日1993年2月3日 申請日期1992年7月14日 優先權日1992年7月14日專利技術者許祖澤, 金時麟, 姚錫仁, 雷勝利, 孟潤泉, 彭云, 黃錫鎬, 賈理果 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院, 寶雞石油鋼管廠, 上海寶山鋼鐵總廠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種埋弧焊焊絲，其特征在于化學成份（重量％）為：Ｃ０．０３～０．１％，Ｍｎ１．２０～１．６０％，Ｔｉ０．０２～０．０８％，Ｂ０．００１～０．００８％，Ｍｏ０．２０～０．４０％，Ｙ０．２～０．４％，余為Ｆｅ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：許祖澤，金時麟，姚錫仁，雷勝利，孟潤泉，彭云，陳德輝，黃錫鎬，賈理果，
申請(專利權)人：冶金工業部鋼鐵研究總院，寶雞石油鋼管廠，上海寶山鋼鐵總廠，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]