CN1159133C - 适用于低碳微合金钢的高韧性焊丝及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料科学与工程领域。其特征是：化学成分为(wt%)：C 0.01～0.12、Mn 0.6～2.3、Si 0.10～0.40、P＜0.02、S＜0.01、Cr 0.01～0.22、Mo 0.08～0.60、V 0.004～0.06、Cu 0.01～0.50、Ni 0.01～0.60、Al 0.01～0.06、Nb 0.02～0.08、Ti 0.01～0.20、B 0.0001～0.01、Re 0.001～0.5、其余量为Fe；其制造工艺为：采用转炉或碱性电炉冶炼，热轧成φ6～φ8的盘圆，经酸洗、冷拔、镀铜等加工工艺制成φ2.5～φ5的焊丝。通过对焊丝成分的控制，来满足不同强度等级的管线、容器以及要求低温下高冲击韧性等钢件的高热输入量条件下的埋弧焊接，焊缝可获得高的韧性。

Description

适用于低碳微合金钢的高韧性焊丝及其制造工艺
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域。
背景技术
石油、天然气是现代的主要能源之一，管道输送是长距离输送石油、天然气最经济、合理的运输方式。现在国际上大管径管、高压输油、气管线领域中主要采用埋弧直缝焊管和螺旋焊管。由于油、气管线输送的高安全性要求，要求钢管具有高强韧性，而焊缝及热影响区是最薄弱的部位，因此提高焊缝的性能，特别是韧性是管线安全至关重要的因素。
焊缝及热影响区的韧性的控制一直是焊接研究的重点，焊缝韧性主要通过控制焊缝融合区的化学成分来控制针状铁素体的含量，从而达到提高焊缝韧性的目的。焊缝的这种组织和性能主要由焊丝、焊剂、基体材料的成分及焊接工艺决定的，而通过焊丝的化学成分是控制焊缝成分、组织和性能的最有效方法之一。一方面，通过增加合金元素含量，提高淬透性，避免或减少先共析铁素体含量，另一方面，保证有一定量的促进针状铁素体形核金属氧化物的含量，如TiO、CeO等，促进和细化针状铁素体组织。但过高的合金元素含量会导致发生贝氏体转变，降低韧性。虽然，关于焊缝合金元素对针状铁素体的影响研究较多，但对不同的材料和焊接工艺，缺少明确统一的结论。随西气东输项目的启动，国内管线钢的强度等级首次提高到X70，管线的钢材的等级已扩大X42～X70等多个级别，而且随焊接速度及多丝焊技术的应用，焊接热输入量的增加，目前国内缺少针对不同级别管线钢的专用埋弧焊焊丝，而现有焊丝难以满足焊缝的低温冲击韧性要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于低碳微合金钢的高韧性焊丝，这种焊丝与HJ101配合，可适用于低碳微合金管线钢钢管的高热输入量埋弧焊焊接生产的需要，其焊缝可获得高的低温冲击韧性。
这种适用于低碳微合金钢的高韧性焊丝，其特征在于：其化学成分为(wt％)：C0.01～0.12、Mn0.6～2.3、Si0.10～0.40、P＜0.02、S＜0.01、Cr0.01～0.22、Mo0.08～0.60、V0.004～0.06、Cu0.01～0.50、Ni0.01～0.60、Al0.01～0.06、Nb0.02～0.08、Ti0.01～0.20、B0.0001～0.01、Re0.001～0.5、其余量为Fe；焊丝的制造工艺为：采用转炉或碱性电炉冶炼，热轧成φ6～φ8的盘圆，经酸洗、冷拔、镀铜等加工工艺制成φ2.5～φ5的焊丝。
焊丝化学成分设计原则是采用多元复合合金化的方式，从而达到焊缝与母材的最佳匹配，即化学成份、理化性能性能相当，使焊缝获得高的强韧性配合。本发明是采用现有冶炼手段，在炼钢过程中通过调整各合金组元的含量即：降低P、S含量、控制C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu含量、添加Mo、Nb、Ti、V、B等元素方式，得到低P、S、C含量、多组元合金元素的多元合金钢材，作为焊丝材料。在焊丝化学成分复配时，采用多元复合合金化的方式实现良好的强韧化配合。即通过降低C含量提高韧性；通过加入Ni、Cu、Mo、B等合金元素抑制先共析铁素体的转变、降低转变温度、细化组织以及固溶强化等作用来保证获得高强度；考虑到在较大热输入量条件下，熔合比增加及与焊剂作用的合金化过程，适当提高焊丝的Ti含量，保证焊缝中的Ti含量能达到获得最佳的促进和细化针状铁素体的目的；另外，通过微量元素Re降低夹杂物的含量和改善夹杂物的形态，并通过CeO进一步促进针状铁素体的形成，细化针状铁素体的组织，从而达到在高热输入量条件下，使焊缝获得良好的强韧性的目的。这种多元合金焊丝材料的各种组元成份的控制量，已经考虑了焊丝在焊接过程中有些元素的烧损、焊剂参与反应时有些元素的掺入等因素。这样，通过焊丝的化学成分控制焊缝的成分、组织和性能，一方面通过合金元素含量，提高淬透性，避免和减少先共析铁素体的含量；另一方面，保证有一定量的促进针状铁素体形核金属氧化物的含量，如TiO、CeO等，促进和细化针状铁素体组织。但是，并非合金元素含量越高越好，有时过高的合金元素含量会导致发生贝氏体转变，降低韧性。
具体实施方式
下面公开的是本发明的一个实施例，要求：焊缝强度σb≥590MPa，Akv≥120J(-20℃)。化学成分：C0.05、Mn1.08、Si0.25、P＜0.009、S＜0.005、Cr0.01、Mo0.20、V0.002、Cu0.20、Ni0.1、Al0.01、Nb0.03、B0.001、Ti0.03、Re0.01、其余量加Fe。采用转炉或碱性电炉冶炼，热轧制成φ6mm的盘条，经酸洗、拔制、镀层等加工制成φ2.5mm的焊丝。
采用上述化学成分制造的焊丝，根据API 5L.42技术标准，用SJ101焊剂，X70钢板做的试板，双面单丝焊，焊速1～1.2m/min，第一面焊接电压30～35V、电流700～750A，第二面电压35～40V、电流750～850A等焊接规范进行焊接所得到的焊缝，经检验：焊缝拉伸性能试验结果见表1，低温冲击性能试验结果见表2，焊缝针状铁素体含量大于95，冲击断口剪切面积(SA％)大于95。可见焊缝区具有良好的组织状态和较高的强韧性配合。
本发明所涉及的高韧性焊丝的开发推广，必将为我国管道业发展中的加速焊接材料的国产化和降低成本等，发挥其应有的作用。同时，其市场空间也将十分广阔。
                     表1    拉伸性能试验结果
  序号   σ0.5(Mpa)     σb(Mpa)   δ(％)   断口位置
  1   -     674   -   母材
  2   -     658   -   母材
  3   -     677   -   母材
         表2  低温冲击(-20℃)性能试验结果
    序号                     Akv(J)
单个值 平均值
    1     217     199     207     208
    2     223     205     219     216
    3     223     220     225     223

Claims (2)

1、一种适用于低碳微合金钢的高韧性的焊丝，其特征在于：其化学成分为(wt％)：C0.01～0.12、Mn0.6～2.3、Si0.10～0.40、P＜0.02、S＜0.01、Cr0.01～0.22、Mo0.08～0.60、V0.004～0.06、Cu0.01～0.50、Ni0.01～0.60、Al0.01～0.06、Nb0.02～0.08、Ti0.01～0.20、B0.0001～0.01、Re0.001～0.5、其余量为Fe。
2、根据权利要求1所述的焊丝的制造工艺，其特征在于：采用转炉或碱性电炉冶炼，热轧成φ6～φ8的盘圆，经酸洗、冷拔、镀铜等加工工艺制成φ2.5～φ5的焊丝。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321777C (zh) * 2005-03-25 2007-06-20 燕山大学 铌钛硼微合金高强度气体保护焊丝
CN100460134C (zh) * 2006-05-29 2009-02-11 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种高强度高韧性焊条

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1301825C (zh) * 2003-10-27 2007-02-28 宝山钢铁股份有限公司 耐候气体保护焊丝
CN100469513C (zh) * 2007-09-12 2009-03-18 钢铁研究总院 高强韧气保焊丝材料
CN101704170B (zh) * 2009-11-03 2012-01-18 武汉钢铁(集团)公司 高韧性气体保护焊焊丝及其制备方法和使用方法
CN101862924A (zh) * 2010-06-30 2010-10-20 郑州机械研究所 超临界钢用气保护焊丝材料
CN101898285B (zh) * 2010-07-14 2012-05-02 天津大桥焊材集团有限公司 70公斤级高强度结构钢用气体保护焊实心焊丝
CN102554500B (zh) * 2010-12-28 2014-03-19 昆山京群焊材科技有限公司 高强度高韧性低合金钢电焊条
CN102114580B (zh) * 2011-01-26 2012-09-05 浙江大学 一种焊缝强韧化mag焊丝
CN103143856B (zh) * 2013-03-25 2015-09-16 武汉科技大学 抗二氧化碳腐蚀的高强度级别管线钢用埋弧焊焊丝
CN104801881A (zh) * 2015-04-24 2015-07-29 柳州金茂机械有限公司 一种焊接工艺用焊药的配方
CN106271195A (zh) * 2015-05-26 2017-01-04 江苏立新焊接材料有限公司 X70、x80大应变海底管道焊接用气保护焊丝
AU2017259782A1 (en) * 2016-05-02 2018-10-25 Exxonmobil Research And Engineering Company Field dissimilar metal welding technology for enhanced wear resistant high manganese steel
CN107813071A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 海宁瑞奥金属科技有限公司 一种高强度大壁厚低温管线管件用埋弧焊丝
CN107009047A (zh) * 2017-04-02 2017-08-04 首钢总公司 一种高强钢气体保护电弧焊用实心焊丝
CN109465565A (zh) * 2017-09-07 2019-03-15 宝山钢铁股份有限公司 一种气体保护焊丝及其制造方法
CN107900555B (zh) * 2017-12-18 2020-04-21 武汉钢铁有限公司 一种用于630MPa级高Nb钢双道埋弧焊的焊丝
CN108994483B (zh) * 2018-09-21 2021-04-06 常熟理工学院 一种熔敷金属可抗热处理的低合金埋弧焊丝
CN110524138B (zh) * 2019-08-27 2021-09-10 西安理工大学 一种低成本具有良好低温韧性的x80管线钢埋弧焊丝
CN111020386A (zh) * 2019-12-23 2020-04-17 盐城市联鑫钢铁有限公司 用于桥梁索缆的热轧盘条及生产工艺
CN111318833A (zh) * 2020-03-25 2020-06-23 武汉钢铁有限公司 一种抗拉强度≥590MPa的高韧性气保焊丝盘条及制备方法
CN112935629A (zh) * 2021-02-09 2021-06-11 天津市金桥焊材集团股份有限公司 一种100kg级T/P960E钢管专用高强实心焊丝
CN113319429B (zh) * 2021-04-29 2023-02-21 中国石油天然气集团有限公司 一种控制晶粒尺寸的低温增材制造用丝材及制备和应用
CN115041866A (zh) * 2022-06-30 2022-09-13 三一重机有限公司 气体保护焊丝及其在低合金高强钢的焊接中的应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321777C (zh) * 2005-03-25 2007-06-20 燕山大学 铌钛硼微合金高强度气体保护焊丝
CN100460134C (zh) * 2006-05-29 2009-02-11 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种高强度高韧性焊条

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