[发明专利]一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝盘条、焊丝及其应用

说明书

技术领域

本发明属于金属焊接材料，具体地说，本发明涉及一种高韧性耐腐蚀焊接材料。

背景技术

随着中国经济的发展，我国对石油的需求不断增加，海洋石油开发已成为国家能源战略的重点之一，海洋石油开发将进入一个快速发展阶段，特别是南海海域和渤海海域。作为海洋石油开发钻探不可或缺的钻井平台及配套设施，如运输船舶、海底输油管线及容器等，对钢材的需求量越来越大，钢材的质量要求也越来越高，如耐海水腐蚀钢是为应用于上述环境条件而开发的一类低合金钢，耐海水腐蚀用钢X70-X80就是其中一种。作为与海洋用钢配套的焊接材料，不仅要具有优良的力学性能和抗海水腐蚀能力，而且还要具有较好的焊接工艺性能，尤其是船用钢、深海管线等，所以提高焊缝金属的韧性是新研制焊丝的重点。

高韧性抗腐蚀埋弧焊丝盘条用钢是基于上述环境条件而开发的一类低合金钢，它是属于高韧性抗腐蚀钢，可应用于跨海大桥、海上石油钻井平台、运输用船舶、海底管线和容器等用钢的焊接。其化学成分为（质量分数%）: C≤0.10%; Si≤0.10%; Mn：1.5 0-1.70% ;  P≤0.015%; S≤0.003%; As≤0.015；Sn≤0.010；Mo: 0.33-0.43%;  Ni ≤0.30%; Ti: 0.04-0.08%;   B ≤0.008%。

同时，随着结构件的大型化发展，对钢材的韧性提出了更高的要求，往往焊缝金属的低温韧性成为结构件使用的瓶颈，尤其是船用钢、深海管线等，所以提高焊缝金属的低温韧性是新研制焊丝的重点。目前市场上有两种船用钢低温冲击韧性埋弧焊丝：一种是强度级别比较低的焊丝，屈服强度通常低于450MPa；一种是强度级别比较高，达到500 MPa以上，低温韧性良好，但是含有高的Mn、Ni、Mo元素，成本高，不适合中国的国情。

本发明克服了以上焊丝的不足，完成本发明。

本发明第一个目的是提供一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝盘条。

本发明第二个目的是提供一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝。

本发明第三个目的是提供一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝在耐海水腐蚀用钢X70-X80上的应用。

    发明内容

本发明一方面提供一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝盘条，所述焊丝盘条，包括以下组成元素（wt%）: C≤0.10; Si≤0.10; Mn：1.50—1.70; P≤0.015; S≤0.003; As≤0.015；Sn≤0.010；Mo: 0.33-0.43;  Ni ≤0.30; Ti: 0.04—0.08;  B :≤0.008,余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明另一方面提供一种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝，所述焊丝包括以下组成元素（wt%）: C≤0.10; Si≤0.10; Mn：1.50—1.70 ; P≤0.015;  S≤0.003; As≤0.015；Sn≤0.010；Mo: 0.33—0.43; Ni ≤0.30; Ti: 0.04—0.08;  B : ≤0.008,余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明另一方面提供这种高韧性抗腐蚀埋弧焊丝在耐海水腐蚀用钢X70-X80上的应用。

    本发明提供的高韧性抗腐蚀埋弧盘条及焊丝，采用低C、低S、低P、低As、低Sn以及在钢材冶炼时采用了控轧控冷、高纯净度冶炼等新技术，控制住钢中P、S、As、Sn等有害元素的含量，并经真空脱气、脱钙和微Ti处理，添加B元素，降低了Mn、Ni、Mo的含量，降低了成本，与此同时，焊缝的力学性能指标和低温冲击韧性不仅没有降低，相反在原来的基础上还提高了100MPa左右。

本发明提供的焊丝盘条和焊丝，其生产工艺路线是焊丝盘条和焊丝的常规生产工艺。其中，本发明提供的焊丝盘条生产工艺路线：转炉、精炼、模铸、钢锭轧制、钢坯控冷控轧、吐丝、集卷、检验和包装。焊丝的生产工艺流程为：盘条的入厂检验、粗拉拔工序、镀铜（或无镀铜）和分卷包装工序。

本发明提供的高韧性抗腐蚀埋弧焊丝属于一种低合金埋弧焊丝，采用低S、低P、低As设计，在保证熔敷金属具有良好的力学性能和焊接性能的同时，利用微Ti处理、使产品组织形态以细小均匀的针状铁素体为主，通过加入微量的B，不仅增加钢的淬透性，而且可以 节省大量的镍、铬、钼等昂贵的合金元素，打破了传统的高韧性抗腐蚀埋弧焊丝通常含有相对较高的镍的习惯。