CN1027353C - 低碳高锰、硅微钛、铝高韧性埋弧焊丝 - Google Patents
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Abstract
一种低碳高锰、硅微钛、铝高韧性埋弧焊丝，主要成份含量(%)：C0.066-0.10，SiO0.79-1.0，Mn2.13-2.50，Ti0.03-0.10，Al0.01-0.10，S≤0.01，P≤0.02，该焊丝以Mn、Si元素固溶强化，利用微Ti处理细化晶粒，提高韧性，加入微Al提高焊接工艺性能，与烧结焊剂匹配得到的焊缝金属不但具有高强度，而且有高韧性，符合API5L标准X52-70级管级钢焊接要求，且成本低，易推广，广泛应用于油、气管线钢管焊接及桥梁、建筑、压力容器、船泊、车辆、采油平台等的焊接。
Description
本发明涉及一种低碳高锰、硅微钛、铝高韧性埋弧焊丝，是一种焊接材料，主要用于埋弧焊，特别适用于油、气输送管线的钢管焊接。
现有技术中与本发明最接近的对比文献是1982年12月4日公开的美国专利US4363951公开了一种用于双面单道高速埋弧焊方法的一种焊丝，该焊丝的合金成份的百分比含量为C0.10、SiO.4、Mn1.0-2.5、Al0.015-0.05、N＜0.008、Ti0.10-0.18、B0.01-0.02，该焊丝得到焊缝具有一定低温韧性的“韧性”机理是焊丝中主要的非金属元素B的作用。Ti和Al是相互为B开通道路，使B能发挥效用，过量则对韧性不利，且B对改善焊缝韧性的作用，取决于焊缝金属中N的含量及同时存在的O、Ti、Al等的适当含量，Si是强化元素，过多量则降低韧性，Mn是C当量适度调节元素，C为基本元素，焊剂则采用的是熔炼型焊剂，焊剂的碱度系数为0.5～0.8，属酸性类焊剂;碱性类焊剂无法使用，且该焊丝适用的板材不能满足API5L标准的成份范围。
本发明提供一种低碳高锰、硅微钛、铝高韧性埋弧焊丝，该焊丝与烧结焊剂匹配，能使得到的焊缝金属不但有高强度，而且在高韧性，符合API5L标准中X52-X70级管线钢焊接要求，且成本低，易推广。
本发明的技术方案是：采用国内矿产资源比较丰富的Mn、Si元素固溶强化;利用微Ti处理来细化晶粒，提高韧性，加入微量Al提高焊缝焊接工艺性能，使得到的焊缝金属不但有高强度，而且有高韧性。
本发明的焊丝中主要成份含量为（%）：C 0.066-0.10，Si 0.79-1.0，Mn 2.13-2.50，Ti 0.03-0.10，Al 0.01-0.10，S≤0.01，P≤0.02，且本发明的焊丝与SJ101焊剂匹配才能保证焊缝具有较佳的性能。
本发明与现有技术相比，其焊缝以Mn、Si元素固溶强化，微Ti细化晶粒，提高韧性，微Al提高焊缝焊接工艺性能，得到的焊缝金属具有优异的综合性能，有较高的抗拉强度和良好的低温冲击韧性，符合美国石油学会输送管API5L标准中X52-X70级管线钢的焊接要求，且CVN-40℃≥200J，达到国外先进水平;此外，该焊丝可采用大线能量高速焊接，焊前不预热，焊后不用热处理，适用于单层或多层、单面或双面多种工艺要求，以及各种板卷厚度，成本低，φ4mm的该镀铜焊丝成本仅3300元/吨，相当于普通H08A焊丝价格。
实施例：本发明采用低S、P精矿铁粉，300吨顶底复合吹氧技术，炉外精炼技术，真空脱气技术，高速线材轧制技术，才能得到低C、低S、P、低氮、氢、氧残留气体的焊丝，并可控制微Ti、微Al的含量，应用高Mn、Si固溶铁素体，低氮才能发挥Ti增加晶核、细化晶粒的作用，低S、P、Ca处理减少
焊缝偏折，提高了韧性，Al可提高焊缝焊接的工艺性能。
本发明经上海宝山钢铁总厂用300吨转炉炼了一炉，此炉焊丝中主要成分含量为（%）：C 0.066，Si 0.79，Mn 2.13，S 0.007，P 0.014，Ti 0.03，Al 0.01。
本发明的焊丝可制成φ4.0mm（自动焊用），φ1.60mm（半自动焊用）等多种规格，内焊时要求电流500A、电压30V，外焊时要求电流850～900A，电压42V，板厚6～9mm不用开坡口，板厚10～13mm开V形坡口，本焊丝适用埋弧焊或气体保护焊，可用于石油、天然气输送管线用钢管焊接以及桥梁、建筑、压力容器、船泊、车辆、采油平台等的焊接。
本发明所述的焊丝与氟碱性烧结焊剂SJ101相匹配，对X60、X65、X70低碳钢钢板板卷进行螺旋焊管施焊，焊后取样测定焊缝金属的冲击韧性如下：
实施例所得焊缝金属冲击韧性
编 母材产地 -20℃冲击 -40℃冲击 -60℃冲击
号 及钢号 韧性 韧性 韧性
CVN（J） SA% CVN（J） SA% CVN（J） SA%
1 上海宝钢产 145 100 153 100 114 78
X60
2 武钢产 143 100 150 100 93 74
X60H
3 西德蒂森产 187 100 163 91 142 81
X65
4 日本NKK 176 100 171 95 151 91
产X65
5 日本川崎产 192 100 191 100 133 72
X70
6 上海宝钢产 154 100 150 92 98 65
X70
Claims (1)
1、一种含有钛、铝的埋弧焊焊丝，其特征是：该焊丝中主要成份含量为(单位%)：C 0.066-0.10，Si 0.79-1.0，Mn 2.13-2.50，Ti 0.03-0.10，Al 0.01-0.10，S≤0.01，P≤0.02。
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