[发明专利]一种耐蚀钢焊接专用埋弧焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐蚀钢焊接专用埋弧焊丝。

背景技术

随着国民经济的发展，我国对能源的需求越来越大，由于国际原油价格的迅速攀高及陆上石油资源的锐减，海洋油气开发已经成为世界各国的能源开发热点。国家在投入大量人力财力进行海洋装备系统开发的同时，对于油气输送用钢，也提出了更高的要求。

油气运输中既有硫化氢腐蚀，又有海水腐蚀，因此要求钢板具有良好的抗硫化氢腐蚀能力，同时具有良好的抗海水腐蚀能力。埋弧焊丝作为一种钢板焊接的重要焊接材料，在配套耐蚀钢焊接的过程中，要求其焊缝金属不仅具有高强度、高韧性的特点，而且具有良好的抗硫化氢腐蚀以及耐海水腐蚀的能力，因此，研制一种既抗硫化氢腐蚀又耐海水腐蚀的埋弧焊丝，对于推动我国油气建设具有重要的作用。

中国专利CN20091027221.1公开了一种耐海水腐蚀埋弧焊丝，焊丝化学成分：Cu0.20-0.35％，Cr0.65-1.15％，Ni0.35-0.55％，Mo0.15-0.25％，C0.07-0.11％，Si0.07-0.22％，Mn1.0-1.38％，Nd0.05-0.1％，P≤0.012％，S≤0.012％以及余量的铁和不可避免的杂质。具有耐腐蚀、强度高、韧性好、抗焊接冷裂能力强等特点，其抗拉强度大于600MPa，-40℃的低温冲击性能Axv≥65J。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对油气运输中硫化氢腐蚀和海水腐蚀并存的情况，研制一种既抗硫化氢腐蚀又耐海水腐蚀的埋弧焊丝，在配套耐蚀钢焊接过程中其熔敷金属既耐腐蚀又具备高强度高韧性。

本发明提供的耐蚀钢焊接专用埋弧焊丝，按重量百分比计，化学成分包括：C≤0.07％，Mn 0.4～0.8％，Si≤0.35％，S≤0.005％，P≤0.008％，Ni 0.5～1.5％，Cr 0.05～0.35％，Mo 0.2～0.8％，Cu 0.05～0.55％，Ti 0.02～0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。

C是固溶强化元素，能提高焊缝金属的强度，对焊缝金属的韧性影响较大，当C元素的含量较低时，能有效提高焊缝金属的韧性；当C元素较高时，焊缝金属裂纹倾向增加。本发明尽量降低C元素含量，将C含量控制在≤0.07％。

Mn是主要脱氧剂，降低焊缝金属的含氧量，增加焊缝金属强度和抗裂性，提高低温冲击韧性，调节铁水流动性。但随着Mn的升高，会因偏析引起组织中的硬相，使得焊缝金属抗硫化氢腐蚀能力下降，需要将Mn含量控制在0.4～0.8％。

Si是主要脱氧剂，与Mn联合脱氧效果更佳，降低焊缝金属的氧含量，提高低温冲击韧性，调节铁水的流动性，加入量过多时铁水变粘，焊缝强度过高，低温冲击韧性降低，Si含量需限定在≤0.35％。

S、P是杂质元素，对焊缝金属的抗硫化氢能力有严重影响，同时降低焊缝金属的低温冲击韧性，S与Fe等元素形成硫化物夹杂物会诱发点蚀和应力腐蚀开裂；P的偏析作用很强，引起焊缝金属不均匀，尤其是冷脆性增加。本发明尽量降低S、P含量，S含量需限定在≤0.005％，P含量需限定在≤0.008％。

Ni是焊缝金属中重要的合金元素，能提高焊缝金属的低温韧性，降低韧脆转变温度，同时Ni本身具有良好的耐腐蚀性，但镍含量过高则会增大热裂敏感性，Ni含量应控制在0.5～1.5％之间。

Cr有提高强度和淬透性的作用，一定含量的Cr可提高焊缝耐大气和海水腐蚀的能力。但是Cr过多时会使焊缝金属强度增加，硬度增加，从而降低焊缝金属的耐腐蚀性能，因此必须控制加入，Cr含量应在0.05～0.35％之间。

Mo有提高强度的作用，在一定的范围可以提高低温冲击韧性。然而含量过多时强度增加过多，会增加焊缝金属应力腐蚀敏感性，Mo含量控制在0.2～0.8％。

Cu是一种重要的耐腐蚀性元素，同时能提高焊缝金属强度。含量过多时会因强度过高引起低温冲击韧性下降，同时会增加产生热裂纹的敏感性，Cu含量控制在0.05～0.55％。

Ti为脱氧元素，同时与焊缝金属中的N结合，减少了固溶氮的有害作用，生成的TiN作为结晶核心，促使焊缝成为细晶粒组织，但Ti含量过高会使焊缝的硬度增加，冲击韧性下降，Ti含量需控制在0.02～0.20％。

Fe即铁粉，能改善电弧状态，调节铁水熔点和粘度，余量加入。