[发明专利]X80管线钢用埋弧焊焊剂材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊剂材料，特别涉及一种高强韧性X80管线钢用的埋弧焊焊剂材料，本发明还涉及该焊剂材料的制备方法。

背景技术

石油、天然气输送管道通常位于环境比较恶劣的地区，如极寒冷区、地震带或海洋地区，对输送管道的高强度和低温韧性要求日益增高，这就促使了高等级管线钢(X80管线钢)的开发成功，X80管线钢被工业发达国家誉为21世纪天然气输送管道用钢。高强度管线钢要求高强度、较好的低温韧性与之匹配的高质量的焊接材料也成为了关注的焦点之一，为提高长输管线强度和韧性，对高强度管线钢焊接接头的基本要求有：1)硬度小于HRC22或Hv248；2)含S量小于0.002％；3)焊接接头的组织；4)减少C、P、Si，以防止偏析和减少偏析区硬度；5)通过Ti、B、稀土Re的添加，以形成针状铁素体，提高焊缝的韧性。因此，高强度管线钢焊接接头必须是低碳下的致密的针状铁素体和少量的贝氏体组织，焊接接头较低的硬度，还有一个特点是低硫，对高强度管线钢焊接接头来说，这三个因素是必需全部做到。如何保证焊接接头的强韧性和低温韧性，国内用于高强度低合金钢埋弧焊剂有1988年冶金工业部钢铁研究总院申请的《高碱度烧结焊剂》(专利号ZL94106381.X，公开号8710274，公开日1988.07.13)，其渣系为BaO-MgO-CaF₂-Al₂O₃，由Na₃AlF₆和Li₂O等组成的烧结焊剂，生产工艺上采用650～900℃高温烧结。1995年冶金工业部钢铁研究总院申请了《超低氢高碱度烧结焊剂》(专利号ZL92105621.4，公开号1107770，公开日1995.09.06)，其渣系为CaCO₃-MgO-SiO₂-Al₂O₃-CaF₂-BaCO3，由Li₂O，K₂O，Na₂O，Re(Mg)等组成的烧结焊剂。这些专利文献针对的主要是强度较低的钢材，而针对近几年来我国新研发的X80管线钢，其匹配烧结焊剂尚在研制之中。

发明内容

为了解决X80管线钢焊接接头的强韧性和低温韧性，本发明的目的是提供一种X80管线钢用埋弧焊焊剂材料，与高强韧性焊丝匹配使用，焊接高强度管线钢，焊接后能满足X80管线钢的强韧性、低温韧性的要求。

本发明的另一目的是提供上述焊剂材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：X80管线钢用埋弧焊焊剂材料，按重量百分比该材料由以下组分组成：CaF₂ 15％～25％，MgO 15％～30％，Al₂O₃ 10％～14％，CaSiO₃ 5％～10％，SiO₂ 5％～9％，MnO 5％～10％，TiO₂ 5％～10％，Na₂O 1.0％～2.5％，B₂O₃ 1.5％～3.0％，Re(Mg)0.2％～0.4％，ZrO₂ 6％～10％，其中CaSiO₃+SiO₂≤以上各组分总重量的15％，其余为矿石粉杂质。

本发明所采用的另一技术方案是：上述焊剂材料的制备方法，该焊剂材料，按重量百分比由以下组分组成：CaF₂ 15％～25％，MgO 15％～30％，Al₂O₃10％～14％，CaSiO₃ 5％～10％，SiO₂ 5％～9％，MnO 5％～10％，TiO₂ 5％～10％，Na₂O1.0％～2.5％，B₂O₃ 1.5％～3.0％，Re(Mg)0.2％～0.4％，ZrO₂ 6％～10％，其中CaSiO₃+SiO₂≤以上各组分总重量的15％，其余为矿石粉杂质，该焊剂材料采用电炉烧结法制得，将烘干的焊剂颗粒放入炉中加热到700℃～900℃，烧结时间2～4小时。

本发明具有以下特点：

1、本发明焊剂原料易于获得，原料来源渠道多，所有原料都是国内储量较丰富的材料。