CN102441746B - 一种x70等级管线钢焊接用电焊条 - Google Patents
一种x70等级管线钢焊接用电焊条 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102441746B CN102441746B CN 201110310536 CN201110310536A CN102441746B CN 102441746 B CN102441746 B CN 102441746B CN 201110310536 CN201110310536 CN 201110310536 CN 201110310536 A CN201110310536 A CN 201110310536A CN 102441746 B CN102441746 B CN 102441746B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core wire
- welding
- grade
- temperature
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
该发明属于X70等级管线钢焊接用电焊条,焊芯成分(wt%):C.0.02-0.10、Mn.0.30-0.55、Si.0.015-0.03、Cr.0.01-.20、Ni.0.01-0.30、S≤0.005、P≤0.010、Fe.98.675-99.47,余量为杂质;药皮以焊芯的重量计、其成分为(wt%):大理石16.0-20.0、萤石7.5-9.0、长石2.0-3.0、石英1.5-2.0、电解锰3.0-3.8、硅铁1.5-2.58、钛铁3.0-4.0、纯碱0.3-0.6、铁粉1.5-2.5、镍粉0.5-0.58、钼铁0.1-0.2,粘结剂为粉料重的10-20%,经混合、裹覆于焊芯上、再经低温及高温烘焙即成。该发明焊接时电弧稳定、熔渣铺展性好、飞溅少,焊缝成型光亮,熔敷金属具有良好的抗腐蚀性、低温韧性和抗裂性能,抗拉强度630MPa、屈服强度510MPa、伸长率24%、-20℃冲击功平均值160J、最小单值120J。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接加工用电焊条,特别是一种用于X70级管线钢焊接且具有良好的抗腐蚀性和较高的强度和低温韧性的电焊条,该焊条可广泛用于X60级管线钢及与X70级管线钢成分及强度等级相当、对硫磷和低温韧性有较高要求的其他低合金钢的焊接。
背景技术
管线钢主要用于原油、成品油、天然气及水煤浆等物质的输送。随着我国能源结构的调整和物流输送方式的改变,管线钢在我国拥有广阔的应用前景。
复杂的运营环境是油气输送工程的重要特征,这使得油气管线在运营中由于腐蚀造成的危害十分严重;通常生产用于原油、成品油、天然气等物质输送管的X70等级钢卷板的化学成分标准(wt%)为:C:0.04-0.08、Mn:1.40-1.75、Si:0.10-0.30、P≤0.018、S≤0.003、Nb:0.03-0.06、V:0.020-0.050、Ti:0.010-0.020、Mo 0.10-0.15、Cu 0.15-0.20、Ni 0.10-0.15、Cr 0.2-0.30、余量为Fe及不可避免的杂质;此类管线钢具有较低的硫、磷含量,较高的低温韧性和良好的抗腐蚀性。因此,要求X70管线钢的焊接接头具有相应的、良好的抗腐蚀性和较高的低温韧性。然而,目前缺少与该钢种配套的低硫、磷及高低温韧性的焊条,在施工中一般使用普通碱性焊条J607进行焊接。J607焊条熔敷金属的化学成分一般(wt%)为:C 0.084、Mn 1.55、Si0.50、P 0.021、S 0.011、Mo 0.34、Fe 96.494,余量为杂质;其力学性能:抗拉强度680Mpa,屈服强度580MPa,伸长率25%,-20℃冲击功(J)110。对比上述两者的化学成分及性能,可以看出:普通碱性焊条(J607)的熔敷金属与X70管线钢合金体系的匹配性差,其中主要合金元素中硅(Si)、钼(Mo)等的含量与X70等级钢卷板的含量差别较大,而硫磷含量较高、尤其是硫含量高,且缺Ti、Ni、Cr等元素;因而导致采用普通碱性低氢焊条(J607)对X70管线钢进行焊接后、其熔敷金属极大地降低了焊缝的抗腐蚀性、抗裂性及低温韧性。同时,依据理论及大量的试验和部分工程事故的分析,均认为采用普通碱性低氢焊条(J607)对X70管线钢进行焊接其熔敷金属性能难以满足X70管线钢对焊接的要求、特别是对抗腐蚀性、抗裂性能及低温韧性的要求。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷,研究设计一种X70等级管线钢焊接用电焊条,以达到在对X70等级钢进行焊接,其焊接熔敷金属在不对焊缝进行焊后热处理的情况下,确保焊缝具有较低的硫、磷含量,较高的低温韧性、良好的抗腐蚀性和抗裂性能,以满足石油、天然气输送对X70等级管线钢管及其焊缝各项技术指标的要求等目的。
本发明的解决方案是包括采用低硫、磷的碳钢丝作为焊芯,及裹覆于焊芯表面的药皮,关键在于以重量百分比计,焊芯成分为:C.0.02-0.10wt%、Mn.0.30-0.55wt%、Si.0.015-0.03wt%、Cr.0.01-0.20wt%、Ni.0.01-0.30wt%、S≤0.005wt%、P≤0.010wt%、Fe.98.675-99.47wt%,余量为杂质;药皮以焊芯的重量百分比计、其成分为:大理石16.0-20.0wt%、萤石7.5-9.0wt%、长石2.0-3.0wt%、石英1.5-2.0wt%、电解锰3.0-3.8wt%、硅铁1.5-2.58wt%、钛铁3.0-4.0wt%、纯碱0.3-0.6wt%、铁粉1.5-2.5wt%、镍粉0.5-0.58wt%、钼铁0.1-0.2,将各成分的粉料按比例混合均匀后、加入总成分(混合料)重10-20%的粘结剂搅拌混合均匀;然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上、再经低温及高温烘焙,即成;焊条中药皮的重量为焊芯重量的40-50%。
上述大理石中CaCO3含量≥96%,萤石中CaF2含量≥96%,长石中SiO2含60-70%、Al2O3含15-20%、K2O含10-20%,石英中SiO2含量≥96%,硅铁中Si含42-47%,钛铁中Ti含25-35%,钼铁中Mo含50-60%:以上各成分均以重量百分比计。而所述加入总成份重10-20%的粘结剂为钠水玻璃或钾水玻璃、或钾钠水玻璃,其浓度为41°~43°。所述低温烘焙的温度为80-120℃;高温烘焙的温度为350-400℃。
本发明药皮原料中各成分的主要作用如下:
大理石:是药皮的主要成份,既作造气剂,又作造渣剂;大理石分解析出气体时,能提供对熔滴的喷力,减少飞溅,分解出的CaO既能稳定电弧、又有良好的脱硫能力;当含量较低时,不易形成短渣,对立向下焊接不利;当含量过高时,则易产生焊接气孔。
萤石:也是本发明中药皮的主要成份,它是造渣剂,起降低熔渣熔点与黏度的稀渣作用,使熔池反应活泼,改善脱渣性;萤石去除氢气孔的作用非常显著,随着药皮中萤石加入量得增加,焊缝中含氢量就减少;但其含量太低、则稀渣能力不足,若含量过高、则焊条电弧稳定性下降。
长石:具有稳弧作用,当长石用量过大时、焊条端部容易出现局部熔蚀现象并呈圆珠状向四周飞溅,熔渣黏度显著下降,使焊缝成形变坏、脱渣困难。
石英:用以造渣、调整熔渣黏度;如配比含量太小、熔渣流动性不良,成形变差;配比含量过大、则渣成黑色玻璃状,脱渣困难。
电解锰、硅铁和钛铁:前二者主要是合金剂、兼有脱氧作用,后者则纯粹作为脱氧剂,用以保护Mn和Si少受氧化而过渡入((渗入))熔池,以保证机械性能;其中,过量的电解锰会增加MnO的量、使熔渣碱度增大,导致熔渣流动性变差,焊缝成形不良、脱渣困难;过量的硅铁会加剧熔池中的化学冶金反应,使爆炸性飞溅增大、熔渣流动性增加、成形变差,而且还会导致焊缝金属的硅含量增加;钛铁是主要脱氧剂,脱氧后的产物TiO2有一定的稀渣作用,钛铁还对改善焊条的工艺性能有利。
铁粉:在焊条药皮的作用一般容易被忽略,但在本发明焊条中它却起到了不小的作用,因为铁粉能起到净化溶池的作用,同时它又能细化晶粒,提高焊缝冲击韧性,但不宜过多,因为过量的加入铁粉会使其它元素稀释。
镍粉:为合金剂,过渡(渗入)到焊缝的镍(Ni)是提高焊缝金属低温冲击韧性的主要元素,它能降低焊缝金属的脆性转变温度;焊缝金属的低温冲击韧性是随焊缝中含镍量增加而提高的;但镍属于稀有贵重金属,所以在保证焊缝金属冲击韧性达到优良的前提下,应尽量减少其加入量,以降低成本。
纯碱:主要是利用其润滑性,以改善焊条在油压机上的压涂性能;同时,它也有稳弧作用,加入量不宜过多,否则导致药皮容易吸潮。
钼铁:为合金剂,过渡(渗入)到焊缝的钼(Mo),一方面可以有效提高焊缝金属的拉伸强度,另一方面可促进焊缝获得理想的针状铁素体显微组织,对提高韧性有利;但过高会提高焊缝金属的硬度。
本发明即通过上述成分的有机组配并与低硫、磷的焊芯配合从而实现其发明的目的。
因而本发明具有焊接时电弧稳定、熔渣铺展性好、飞溅少,脱渣容易、焊缝成型光亮美观,可全位置焊接。本发明焊条的熔敷金属具有良好的抗腐蚀性、低温韧性和抗裂性能,其熔敷金属力学性能:抗拉强度630MPa、屈服强度510MPa、伸长率24%、-20℃冲击功平均值160J、最小单值120J;采用本发明焊条对X70等级管线钢管焊接、其焊缝(熔敷金属)各项技术指标均完全满足石油、天然气输送对X70等级管线钢输送管的要求等特点。
具体实施方式
本实施方式采用专用低硫、磷碳钢丝作为焊芯,其化学成分(wt%)为:C:0.057、Mn:0.459、Si:0.026、P:0.010、S:0.005、Cr:0.047、Ni:0.035、Fe:99.359,余量为杂质。
就100kg焊芯所需各药粉重量如下:含CaCO397.70%的大理石18.5kg、含CaF296.73%的萤石8.5kg、含SiO263.61%、Al2O317.21%、K2O 14.37%的长石2.7kg、含SiO297.20%的石英1.8kg、电解锰3.6kg、含Si 44.25%的硅铁2.4kg、含Ti 27.47%的钛铁3.6kg、纯碱0.4kg、铁粉2.0kg、镍粉0.55kg、钼铁0.16kg;将上述粉搅拌混合均匀后、加入浓度43°的钾钠水玻璃5.5kg混合均匀,然后送入压条机内将其包裹于焊芯上,再经100℃低温烘焙2小时、380℃高温烘焙1小时,即成。所得焊条经焊接X70等级钢管的试验结果如下:
试验用X70等级钢卷板的实际化学成分(wt%)为:C:0.062、Mn:1.61、Si:0.20、S:0.0014、P:0.008、Nb:0.045、V:0.028、Ti:0.013、Mo 0.107、Cu 0.15、Ni 0.10、Cr 0.24、Nb:0.010、V:0.041、Ti:0.02、其余为Fe及不可避免的不纯物。其力学性能:抗拉强度(Mpa)630、屈服强度(Mpa)530、伸长率37%、屈强比0.84。
实施例熔敷金属化学成分(wt%)为:C 0.079、Mn 1.38、Si 0.30、S 0.004、P 0.014、Mo 0.01、Cr 0.028、Ni 0.660、Fe 96.337,余量为杂质;
实施例熔敷金属力学性能:抗拉强度(MPa)630、屈服强度(MPa)510、伸长率24%、-20℃冲击功(J):平均值160、最小单值120。
上述试验结果,其化学成分及力学性能均完全满足西气东输二线工程用X70等级管线钢及其焊接标准的要求。
Claims (4)
1.一种X70等级管线钢焊接用电焊条,包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮,其特征在于焊芯成份以重量百分比计为:C.0.02-0.10wt%、Mn.0.30-0.55wt%、Si.0.015-0.03wt%、Cr.0.01-0.20wt%、Ni.0.01-0.30wt%、S≤0.005wt%、P≤0.010wt%、Fe.98.675-99.47wt%,余量为杂质;药皮以焊芯的重量百分比计、其成分为:大理石16.0-20.0wt%、萤石7.5-9.0wt%、长石2.0-3.0wt%、石英1.5-2.0wt%、电解锰3.0-3.8wt%、硅铁1.5-2.58wt%、钛铁3.0-4.0wt%、纯碱0.3-0.6wt%、铁粉1.5-2.5wt%、镍粉0.5-0.58wt%、钼铁0.1-0.2wt%,将各成分的粉料按比例混合均匀后、加入总成分混合料重10-20%的粘结剂搅拌混合均匀;然后送入压条机内按常规方法将其裹覆于焊芯上、再经低温及高温烘焙,即成;焊条中药皮的重量为焊芯重量的40-50%。
2.按权利要求1所述X70等级管线钢焊接用电焊条,其特征在于所述大理石中CaCO3含量≥96%,萤石中CaF2含量≥96%,长石中SiO2含60-70%、Al2O3含15-20%、K2O含10-20%,石英中SiO2含量≥96%,硅铁中Si含42-47%,钛铁中Ti含25-35%,钼铁中Mo含50-60%:以上各成分均以重量百分比计。
3.按权利要求1所述X70等级管线钢焊接用电焊条,其特征在于所述加入总成份重10-20%的粘结剂为钠水玻璃或钾水玻璃、或钾钠水玻璃,其浓度为41°~43°。
4.按权利要求1所述X70等级管线钢焊接用电焊条,其特征在于所述低温烘焙的温度为80-120℃;高温烘焙的温度为350-400℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110310536 CN102441746B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 一种x70等级管线钢焊接用电焊条 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110310536 CN102441746B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 一种x70等级管线钢焊接用电焊条 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102441746A CN102441746A (zh) | 2012-05-09 |
CN102441746B true CN102441746B (zh) | 2013-09-18 |
Family
ID=46004944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201110310536 Active CN102441746B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 一种x70等级管线钢焊接用电焊条 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102441746B (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102689115B (zh) * | 2012-06-11 | 2014-08-20 | 天津大桥焊材集团有限公司 | 一种60公斤级全位置焊高韧高强钢焊条 |
CN103008912B (zh) * | 2012-12-17 | 2016-01-06 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | X100管线钢手工焊的电焊条及其生产方法 |
CN103008922B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-06-10 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | 低屈服强度抗氢致裂纹钢专用焊条及其生产方法 |
CN103071946B (zh) * | 2013-01-13 | 2015-04-08 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | 超临界铁素体耐热钢配套焊条及其生产方法 |
CN104785952A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种高纯净度焊条用钢 |
CN105689918A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-06-22 | 中国电建集团上海能源装备有限公司 | 一种稀土处理的830MPa级低合金高强度高韧性碱性焊条的焊芯、药皮及制备方法 |
CN108015449B (zh) * | 2017-11-22 | 2020-10-02 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种铁粉型耐热钢焊条及其应用 |
CN110181201B (zh) * | 2019-07-04 | 2022-02-22 | 天津市金桥焊材集团股份有限公司 | 一种用于沿海工程高韧性耐腐蚀焊条及其用途 |
CN112958945A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 天津市金桥焊材集团股份有限公司 | 一种低镍的800MPa级高韧性埋弧焊接材料 |
CN114986017B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-04-04 | 重庆大学 | 一种耐腐蚀高强钢用气体保护焊丝 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2983632A (en) * | 1956-11-26 | 1961-05-09 | British Oxygen Co Ltd | Electric arc welding electrode |
CN101362257A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-02-11 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | X80等级钢油、气输送管手工焊接用电焊条 |
CN101879672A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-10 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5847959B2 (ja) * | 1978-12-30 | 1983-10-25 | 新日本製鐵株式会社 | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
-
2011
- 2011-10-09 CN CN 201110310536 patent/CN102441746B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2983632A (en) * | 1956-11-26 | 1961-05-09 | British Oxygen Co Ltd | Electric arc welding electrode |
CN101362257A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-02-11 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | X80等级钢油、气输送管手工焊接用电焊条 |
CN101879672A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-10 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
JP昭55-92290A 1980.07.12 |
X70管线钢配套焊条CHE607GX的研制及应用;蒋勇 等;《焊接》;20080831(第8期);第38-40页 * |
用于管线钢焊接的立向下碱性焊条的研制;陈自强 等;《西安交通大学学报》;19980331;第32卷(第3期);第109-110页 * |
蒋勇 等.X70管线钢配套焊条CHE607GX的研制及应用.《焊接》.2008,(第8期), |
陈自强 等.用于管线钢焊接的立向下碱性焊条的研制.《西安交通大学学报》.1998,第32卷(第3期), |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102441746A (zh) | 2012-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102441746B (zh) | 一种x70等级管线钢焊接用电焊条 | |
CN102500950B (zh) | 一种x65等级管线钢焊接用电焊条 | |
CN103008913B (zh) | 核电用耐腐蚀不锈钢电焊条及其生产方法 | |
CN102500951B (zh) | 一种与9Ni钢配套用镍基电焊条 | |
CN103551760B (zh) | 一种核电碳钢焊接用碳钢焊条及制备方法 | |
CN101362257B (zh) | X80等级钢油、气输送管手工焊接用电焊条 | |
CN107931888B (zh) | 水电工程用高强钢焊条及其制备方法 | |
CN107442968B (zh) | 用于焊接镍基合金或Ni9%钢焊接的焊条及其生产方法 | |
CN100430177C (zh) | 抗拉强度600MPa的高韧性耐候焊条 | |
CN102357745B (zh) | 一种x60等级管线钢焊接用电焊条 | |
CN102218623A (zh) | X100管线钢埋弧焊用焊剂及其生产方法 | |
CN106346167A (zh) | 一种马氏体耐热钢焊接用焊条 | |
CN107745203A (zh) | 大型水电用800MPa级高强钢用埋弧焊焊剂及其生产方法 | |
CN104889608B (zh) | 一种结构钢焊接用碱性药芯焊丝 | |
JP2009131870A (ja) | 低温用鋼のサブマージアーク溶接用フラックス入りワイヤおよび溶接方法 | |
CN105689918A (zh) | 一种稀土处理的830MPa级低合金高强度高韧性碱性焊条的焊芯、药皮及制备方法 | |
CN106425172A (zh) | 用于焊接q690级钢材的超低氢电焊条及其制备方法 | |
CN102794583A (zh) | 一种无预热焊条及其制备方法和应用 | |
CN106624455A (zh) | 用于焊接100kg级水电压力钢管的超低氢高强钢电焊条及其制备方法 | |
CN108637519A (zh) | 一种水电用1000MPa级钢配套焊条及其制备方法 | |
CN101633085B (zh) | 一种不锈钢焊丝及其焊接工艺 | |
CN110181201B (zh) | 一种用于沿海工程高韧性耐腐蚀焊条及其用途 | |
CN103008912A (zh) | X100管线钢手工焊的电焊条及其生产方法 | |
CN112091478B (zh) | 海洋工程用900MPa级高强高低温韧性低氢焊条 | |
CN112518173A (zh) | 一种高锰耐冲击腐蚀不锈钢焊条及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |