CN102101221B - 一种x80级管件用埋弧焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种X80管件用埋弧焊丝，按重量百分比，其焊丝的化学成分为：C0.04-0.09，Mn1.00-1.40，Si≤0.05，Cr0.45-0.70，Mo0.18-0.50，Ni1.40-1.90，Nb0.035-0.065，Ti0.06-0.12，V0.008-0.016，余量为Fe；本焊丝与碱性烧结焊剂SJ101、SJ102匹配焊接，890℃～930℃盐水淬火+600℃～700℃回火后，焊缝可以获得最佳的强韧性配合，焊缝抗拉强度达到750～810Mpa，焊缝-30℃冲击值Akv≥90J；特别适用于高压油、气输送管线用X80级厚壁管件母管的埋弧焊接。

Description

一种X80级管件用埋弧焊丝
技术领域
本发明涉及一种可进行焊后热加工的X80级埋弧焊丝，焊缝金属具有良好的淬透性，适用于高钢级管件的焊接，特别适用于高压油、气输送管线用X80级厚壁管件母管的焊接。
背景技术
管件(三通、弯头等)是长输油气管线重要的组成部分。管件的生产不同于直管，需要通过鼓包、拉拔等热成形。另外，为了恢复母管的力学性能，保证管件的整体性能，成形完成后需要进行热处理(一般进行淬火+回火)。所以，管件焊缝往往在热处理态使用，而直管焊缝在焊态使用。试验研究及生产实践表明，采用常用X80埋弧焊丝焊接的X80管件母管，成品管件的焊缝性能很难达到要求，尤其是焊缝的韧性。
目前，X80级别管线钢焊接用埋弧焊丝比较多，如中国专利号为ZL01106520.6、ZL200410073353.0、ZL200510018993.6、ZL200610124514.3、ZL200610145593.6的专利等。采用以上焊丝焊接的焊缝，具有良好的焊态强韧性，完全能够达到X80直管的性能要求。但是，采用以上焊丝焊接完成的焊缝不适合进行焊后热加工，X80管件生产中的热过程及焊后调质处理会导致焊缝性能严重变化，尤其是焊缝的低温韧性严重偏低，以至于达不到X80管件对焊缝的韧性要求。Q/SY GJX0130-2008《西气东输二线管道用DN400mm及以上管件技术条件》要求焊缝的-30℃冲击功不低于40J。
到目前为止，还未见一种适合X80管件用的埋弧焊丝。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种适用于X80管件，工业上有助于高效生产的埋弧焊丝。
实现本发明目的所涉及的X80管件用埋弧焊丝的化学成分按重量百分比为：C：0.04-0.09，Mn：1.00-1.40，Si：≤0.05，Cr：0.45-0.70，Mo：0.18-0.50，Ni：1.40-1.90，Nb：0.035-0.065，Ti：0.06-0.12，V：0.008-0.016，余量为Fe及不可避免的杂质S≤0.005，P≤0.022。
本发明的埋弧焊丝以C-Mn合金系为基础，在此基础上加入了Cr、Mo、Ni、Nb、Ti等元素来提高热处理后焊缝的强韧性。以下对焊丝中各种合金元素的作用进行介绍：
C：焊丝中焊碳量的增加，可以增加焊缝中针状铁素体的含量，减少先共析铁素体的含量，进而提高焊缝强度。但是，焊缝中过多的含碳量，会促进焊缝中贝氏体甚至马氏体的形成，导致焊缝的抗裂性下降。焊丝中C是最重要的强化组元，也是致脆元素。所以，本焊丝中含碳量控制在较低的水平，为0.045-0.090％。
Mn：Mn是奥氏体稳定化元素，能够降低奥氏体向铁素体的转变温度。焊缝金属中Mn充当固溶强化组元，增加Mn含量有助于细化晶粒，增加针状铁素体的含量，同时减少晶界先共析铁素体和侧板条铁素体的含量，从而改善焊缝金属的韧性。在焊缝金属Mn还可以起到脱氧的作用，而且能够与硫反应生成稳定的MnS，从而防止低熔点相FeS的生成，有利于提高焊缝金属的抗热裂纹及层状撕裂的能力。但过多的Mn含量时，易于在晶界偏析，从而导致残余奥氏体、马氏体等组织产生。为了保证焊缝的强韧性配合，本发明的焊丝中锰元素含量控制在1.00-1.40％。
Ni：Ni使γ区扩展，与γ-Fe形成无限固溶体，与α-Fe形成有限固溶体。Ni的加入由于减小了奥氏体与铁素体的自由能差，使得γ→α的转变温度明显降低，对贝氏体转变有较大的推迟作用。在焊缝金属中Ni作为强化组元，通过晶粒细化和固溶强化获得强化效果。Ni也是最好的韧化组元，作为合金元素能够显著改善焊缝金属的低温韧性。为了发挥Ni的有利作用，在增加其含量的同时，应该降低碳含量和严格限制S、P含量。为了获得高的强度和低温韧性，本发明的焊丝中镍含量控制在1.40-1.90％。
Cr，Mo：铬、钼元素也是固溶强化元素，可以有效提高焊缝的淬透性。这两种元素的作用与Mn元素相似，可以增加焊缝中针状铁素体含量，减少先共析铁素体含量。但当超过一定数量时，会导致贝氏体或马氏体的形成。为了保证焊缝金属的强韧性匹配，Cr，Mo含量分别控制在0.45-0.70％，和0.18-0.50％。
Ti、Nb、V：作为微合金元素，通过细化晶粒，改变相变动力学和溶质原子过饱和状态的脱溶以弥补降碳所损失的强度。Ti、Nb、V也是强碳、氮化物形成元素，而且碳、氮化物的沉淀硬化容易造成韧脆转变温度的升高。Ti是焊缝金属中最重要的微合金元素，其化学性质十分活泼，在焊缝中与O有很高的亲和力，形成高熔点的Ti2O3(≥1400℃)，能够强烈促进铁素体的形核。Ti能够与氮元素生成高温下(＞1350℃)不易溶解的TiN颗粒相，能够限制奥氏体晶粒的长大，促进针状铁素体形核，具有改善焊缝金属强韧性的作用。
S、P：S、P是必须严格限制的杂质元素，尽量降低其含量有利于焊接性和韧性的改善，现代冶炼技术已经能够将其控制在S≤0.005％，P≤0.022％。
与本发明的焊丝配合使用的焊剂为SJ101、SJ102。SJ101、SJ102焊剂含有约20％的SiO2，可以使焊缝中的Si含量维持较高的水平。过多的Si含量会对焊缝的韧性产生不利的影响，为此，焊丝中Si含量取≤0.05％。
本发明的有益效果：
(1)本发明的焊丝化学成分的特点在于：Mn含量控制在1.00-1.40％，防止过量的Mn元素在晶界偏析，导致残余奥氏体、马氏体等组织产生，降低焊缝的韧性；Ni含量控制在1.40-1.90％，以提高焊缝的淬透性和低温韧性；Ti元素含量控制在0.12-0.18％，以最大限度地发挥Ti元素细化奥氏体晶粒，提高焊缝韧性的功效。
(2)本发明的焊丝焊接的焊缝，特别适合焊后热加工。通过焊后热处理，焊缝除了具有高强度，还有良好的低温韧性；焊后890℃～930℃盐水淬，600℃～700℃回火后，焊缝可以获得最佳的强韧性配合，焊缝抗拉强度达到750～810Mpa，焊缝-30℃冲击功AKV≥90J，完全能够满足X80管件对焊缝的韧性要求；
(3)本发明的焊丝，其焊缝的焊后热处理规范与X80管件钢热处理规范重合性良好；
(4)本发明的焊丝可进行厚板的焊接，板厚度可达到60mm；
(5)线能量适应范围宽，为20～35kJ/cm；
(6)焊后多次热过程或热处理后，焊缝仍能达到较高的强度和韧性。适合于需要进行焊后热处理的构件的焊接，特别适合于X80级别管件的焊接。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步详述：
实施例1：
用电炉冶炼本发明焊丝钢，冶炼后将焊丝钢拉拔成规格为φ4mm的焊丝，经过表面镀铜后成为成品焊丝。其化学成分(按照重量百分比计)为：C：0.065，Mn：1.18，Si：0.034，Cr：0.62，Mo：0.34，Ni：1.48，Nb：0.064，Ti：0.083，V：0.014；S：0.0036，P：0.0044，余量为Fe。
本焊丝与CHF101焊剂配合使用，焊接电流～550A，电弧电压～35V，焊接速度40cm/min，焊接线能量～25KJ/cm。焊后进行930℃盐水淬火，再进行650℃回火。熔敷金属的力学性能为：Rel＝630MPa，Rm＝785MPa，A＝24％，Z＝65％，冲击功AKV(-30℃)＝125J。
实施例2：
焊丝的成分同实施例1。与CHF101焊剂配合使用，焊接X80管件钢。试板厚度52mm，采用角度为60°的X型坡口。焊接线能量为32KJ/cm。焊后热处理工艺：930℃×1h 10％盐水淬火，再进行650℃×4h回火。焊接接头的抗拉强度达到780MPa，焊缝金属的冲击功AKV(-30℃，1/2厚度位置)＝113J，AKV(-30℃，1/4厚度位置)＝123J。
实施例3：
本焊丝的制作同实施例1。其化学成分(按照重量百分比计)为：C：0045，Mn：1.38，Si：0.025，Cr：0.48，Mo：0.20，Ni：1.88，Nb：0.038，Ti：0.11，V：0.009；S：0.0030，P：0.005，余量为Fe。
与CHF102焊剂配合使用。焊接规范同实施例1。焊后热处理工艺：890℃盐水淬火，再进行620℃回火。熔敷金属的力学性能为：Rel＝645MPa，Rm＝790MPa，A＝23％，Z＝62％，冲击功AKV(-30℃)＝135J。
实施例4：
焊丝的成分同实施例3。与CHF102焊剂配合使用，焊接X80管件钢。试板厚度40mm，采用角度为60°的X型坡口。焊接线能量为28KJ/cm。焊后热处理工艺：890℃×1h 10％盐水淬火，再进行620℃×3h回火。焊接接头的抗拉强度达到765MPa，焊缝金属的冲击功AKV(-30℃，1/2厚度位置)＝122J，AKV(-30℃，1/4厚度位置)＝129J。
实施例5：
本焊丝的制作同实施例1。其化学成分(按照重量百分比计)为：C：0.082，Mn：1.25，Si：0.02，Cr：0.55，Mo：0.58，Ni：1.62，Nb：0.052，Ti：0.095，V：0.012；S：0.0035，P：0.009，余量为Fe。
与CHF102焊剂配合使用。焊接规范同实施例1。焊后热处理工艺：910℃盐水淬火，再进行680℃回火。熔敷金属的力学性能为：Rel＝665MPa，Rm＝810MPa，A＝21％，Z＝61％，冲击功AKV(-30℃)＝111J。
实施例6：
焊丝的成分同实施例5。与CHF102焊剂配合使用，焊接X80管件钢。试板厚度52mm，采用角度为60°的X型坡口。焊接线能量为35KJ/cm。焊后热处理工艺：910℃×1h 10％盐水淬火，再进行680℃×4h回火。焊接接头的抗拉强度达到795MPa，焊缝金属的冲击功AKV(-30℃，1/2厚度位置)＝94J，，AKV(-30℃，1/4厚度位置)＝107J。

Claims (1)

1.一种X80级管件用埋弧焊丝，其特征在于：该焊丝的化学成分按重量百分比为：C0.04-0.09，Mn1.00-1.40，Si≤0.05，Cr0.45-0.70，Mo0.18-0.50，Ni1.40-1.90，Nb0.035-0.065，Ti0.06-0.12，V0.008-0.016，余量为Fe和不可避免的杂质S≤0.005，P≤0.022；
该焊丝配合使用的焊剂为SJ101、SJ102。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105234583A (zh) * 2015-10-26 2016-01-13 钢铁研究总院 一种适用于煤制气管道焊接的x80埋弧焊焊丝
CN106853561A (zh) * 2017-02-17 2017-06-16 上海海事大学 一种极地船舶钢用高强高韧埋弧焊丝及其使用方法
CN108672982B (zh) * 2018-07-25 2020-10-02 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种石油管道结构件电弧增材制造用原丝
CN109048117A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 钢铁研究总院 抗震耐蚀耐火建筑结构钢用690MPa级埋弧焊丝
CN109664050A (zh) * 2019-02-27 2019-04-23 武汉钢铁有限公司 一种X80热煨管用焊缝抗拉强度≥650MPa的埋弧焊丝
CN111299830B (zh) * 2019-11-22 2022-02-01 武汉钢铁有限公司 一种用于高牌号无取向硅钢热轧板的激光焊接方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244495A (zh) * 2008-03-07 2008-08-20 金秋生 90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝
CN101249593A (zh) * 2008-03-24 2008-08-27 天津大桥焊材集团有限公司 X80管线钢用气体保护焊实芯焊丝
CN101518857A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 湖北猴王焊材有限公司 石油、天然气输送管道专用焊丝

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244495A (zh) * 2008-03-07 2008-08-20 金秋生 90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝
CN101249593A (zh) * 2008-03-24 2008-08-27 天津大桥焊材集团有限公司 X80管线钢用气体保护焊实芯焊丝
CN101518857A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 湖北猴王焊材有限公司 石油、天然气输送管道专用焊丝

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2008-240096A 2008.10.09
张敏 等.X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验.《焊接学报》.2006,第27卷(第4期),第64-68页. *
毕宗岳 等.X80钢专用高强度高韧性焊丝研制.《焊管》.2009,第32卷(第2期),第23-26、37页. *

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