[发明专利]管线钢用埋弧焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线钢用埋弧焊丝，属于焊接材料领域，特别适用于X80级管线钢板的埋弧焊接。

背景技术

X65级以下焊管用焊丝，国内生产厂家较多，品种也较多。X65～X70级焊管用焊丝，目前有专利产品H08C、H08D以及H05M。本发明研制的是X80钢专用的焊丝。由于X80级管线钢的碳含量已达到低于0.07％的超低碳水平，其金属组织是针状铁素体占有大部份，要求焊缝金属与其相匹配，因此焊缝组织也应以针状铁素体为主，所以焊接X80级管线钢焊丝的碳含量不能太高，现有焊丝碳含量较高，因而不能采用；另外大部分专利焊丝均含有价格很高的Ni、Mo等贵重合金元素，只含有以上一种贵重元素的焊丝，用于焊接X80高钢级管线钢时，其熔敷金属的力学性能的强度偏低，有的专利焊丝含有稀土，在工业生产中不易实现。因此应尽快开发出工业上易于生产、碳含量低、成本低的X80级管线钢用埋弧焊丝。但随着碳含量的降低，焊缝的强度也降低，因此必需添加不影响韧性的固溶强化元素来保证焊缝金属的强韧性，与本发明最接近的现有技术有WGX2焊丝，专利号为200510018993.6，但其C 0.04-0.12％，碳的高限已经高于0.07％，其它已有的专利焊丝其碳含量也较高，因而急需开发碳含量低、成本低、工业上易于实现的新专利焊丝与超低碳的X80钢相匹配。

发明内容

本发明目的就是要提供一种适用于超低碳X80级管线钢的高韧性、低成本、工业上易于生产的埋弧焊丝。

实现本发明目的所涉及的管线钢用埋弧焊丝：化学成份(重量百分比)为C0.02-0.07；Si 0.10-0.30；Mn 1.80-2.50；P＜0.010；S＜0.010；Cr0.10-0.50；Ti 0.05-0.08；Mo 0.20-0.50；B 0.003-0.004，余量为铁。

本发明从成分设计上，适当降低碳含量，以保持和母材的碳含量相当，碳含量减少而引起强度的降低，通过提高Mn含量来弥补，同时添加Mo、Cr、Ti、B等微合金元素，限制S、P等元素的含量，以提高焊缝金属的强韧性。

Mn是奥氏体化稳定元素，在一定范围内，焊缝中增加Mn不仅可提高针状铁素体的体积分数，减少先共析铁素体数量，同时容易得到低碳贝氏体组织，锰含量的增加既可提钢材高韧性，又可提高钢材强度。

Mo可降低相变温度，抑制先共析铁素体的生成，促进针状铁素体的转变，增加针状铁素体的比例，并能提高碳氮化物的沉淀强化效果，因而Mo可提高强度，细化晶粒，降低韧脆转变温度，提高Nb的碳氮化合物的沉淀强化效果。

加入适量的Cr，可抑制先共析铁素体的生成，增加焊缝金属中针状铁素体的含量，从而提高焊缝金属的强韧性。

Ti和B作为微合金元素同时加入，加入微量的Ti与N形成TiN颗粒，有效阻止焊缝金的属晶粒长大，细化晶粒，Ti还能减少先共析铁素体形成，增加针状铁素体含量，但含B量低时效果不明显。B能偏析在晶界与N形成化合物，起固氮作用，同时加入B可使CCT曲线右移，抑制先共析铁素体析出，得到更多的针状铁素体，从而提高焊缝韧性，但B的加入需在添加Ti的前提下，保证B不被氧化。

S、P元素线珠降低焊缝金属的低温冲击韧性，应严格限制他们在焊丝中的含量，以保证焊缝金属中S、P控制在较低的水平。

本发明埋弧焊丝采用工业转炉冶炼，高速无扭轧机轧制，生产上易于实现，成本低，与BGSJ101-G焊剂和其它管线钢专用焊剂匹配能得到最佳的焊缝强韧性。

本发明的有益效果：

A、本发明的埋弧焊丝与管线钢专用焊剂BGSJ101-G或CHF101GX匹配，熔敷金属的屈服强度σs＝590-660MPa，并具有较高的低温韧性。

B、本发明的埋弧焊丝与国产X80钢相匹配得到的焊缝性能如下：

①焊缝金属的抗拉强度σ_b≥700Mpa；焊缝金属-20℃下的冲击功A_kv≥150J。

②焊缝金属的组织为少量先共析铁素体F+大量针状铁素体AF+少量珠光体P。

C、本发明的埋弧焊丝具有良好的焊接工艺性能，焊速在1.5-2.0m/min时，15mm以上壁厚的焊管具有较高的焊缝强度及冲击韧性值，且很稳定。

D、本发明的埋弧焊丝可替代进口焊丝，降低成本，用于西气东输二线及跨国长输管线将产生较大的经济效益。

具体实施方式：