[发明专利]一种埋弧焊丝及焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种埋弧焊丝及焊接方法。

背景技术

焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。随着工业技术的不断发展，焊接已从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科互相交融的新学科，成为一种综合的工程技术，涉及到材料、焊接材料、焊丝生产过程控制及机械化自动化、焊接质量控制、焊后热处理等诸多技术领域，广泛地应用于工业生产的各个部门，在推动工业的发展和产品的技术进步以及促进国民经济的发展都发挥着重要作用。

在焊接技术的众多应用领域中，管线焊接一直是业内广泛关注的焦点之一，尤其近些年经济社会的高速发展拉动了能源需求的持续增长，并带动了输油气管线建设的快速发展。目前，X80及以下级别管线的焊接工艺和材料技术比较成熟，并成功应用于我国西气东输“二线”和在建的“三线”工程的管道建造中。

但随着能源需求的持续增长，业内迫切需要提高输送效率，而采用更多高强度级别管线如X90、X100和X120等高强度钢管，既可以通过减薄管道薄厚达到降低材料消耗的目的，又可以增大管径和输送压力，提高输油效率，节省运行费用。因此，高强度等级钢管是未来输油气管道建设的主要趋势和方向，自然相关的管线焊接也逐渐成为了研发人员关注的热点。

管线焊接主要采用埋弧焊的焊接方法，由于结构日趋大型化以及安全等级逐渐严格化，业内对X100和X120等超高等级管线在应用上的要求也日益提高，尤其是对管线焊接工艺的要求也越来越高。如，管线用埋弧焊丝的高强度、高韧性、成型优良和高焊接效率(大热输入量、高焊接速度)等，焊接后的焊缝金属的抗拉强度、低温性的抗冲击性以及管道焊接的过程等都有着严格的要求。

而现有技术中对上述X100和X120等超高等级管线的焊接材料报道不多，专利CN201110176764.2和CN201310025309.1均公开了一种X100钢级管线专用埋弧焊丝，并搭配SJ101碱性焊接，制得钢管的焊缝金属的抗拉强度在760MPa以上，焊缝金属-40℃冲击功大于150J，但是上述焊接材料可以满足X80和X100管线焊接制管需求，还不能满足X120管线焊接制管需求。

因而，如何找到一种针对X120钢级管线用埋弧焊丝以及相应的焊接方法，能够同时满足强度、低温韧性和高焊接速度方面的要求的焊接材料和方法，一直是业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种埋弧焊丝及其焊接方法，本发明提供的埋弧焊丝，是一种针对X120钢级管线用埋弧焊丝，采用本发明提供的埋弧焊丝进行的焊接过程和焊后的焊接接头，能够满足X120管线焊接制管需求。

本发明公开了一种埋弧焊丝，其特征在于，按质量百分比组成包括：

0.85～1.60％的Mo；

2.50～4.50％的Ni；

0.10～0.30％的Ti；

0.005～0.02％的B；

0.005～0.02％的REM；

1.60～2.00％的Mn；

大于零且小于等于0.06％的C；大于零且小于等于0.10％的Si；小于等于0.008％的P；小于等于0.006％的S；余量的Fe。

优选的，还包括0.65～1.45％的Cr。

优选的，还包括0.10～0.50％的Cu。

本发明公开了一种焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

将上述任意一项技术方案中所述的埋弧焊丝与MgO-SiO₂-CaF₂-Al₂O₃系弱碱性烧结焊剂进行焊接后，得到焊缝金属。

优选的，所述焊接的焊接速度为1.8～2.4m/min。

优选的，所述焊接的热输入量为15～150kJ/cm。

优选的，还包括以下步骤：

在所述焊接前，先将MgO-SiO₂-CaF₂-Al₂O₃系弱碱性烧结焊剂进行预热；

所述预热的温度为300～400℃，所述预热的时间为1～3小时。

本发明还公开了一种焊缝金属，其特征在于，按质量百分比组成包括：

0.85～1.60％的Mo；

2.50～4.50％的Ni；

0.005～0.30％的Ti；