X100管線鋼用埋弧焊焊絲和燒結(jié)焊劑的開發(fā)

x80管線鋼埋弧焊用燒結(jié)焊劑的研制——從高強(qiáng)度低合金鋼(hsia)焊縫熔敷金屬中的針狀鐵素體形核機(jī)理出發(fā)，確定以caf2一mgo-ai2—mno-tio2．03氟堿性渣系進(jìn)行高強(qiáng)韌性埋弧焊燒結(jié)焊劑設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，焊劑中添加mno有利于焊縫中mn元素的過渡，降低一a溫度，從而...

管線鋼多絲埋弧焊燒結(jié)焊劑焊接工藝性能研究——對管線鋼用多絲埋弧焊燒結(jié)焊劑主要組分對焊接工藝性能的影響規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上研制出一種基于mgo．cafral2o3．sio2．mno．zro2渣系、堿度b在1．2~i．5之間的新型燒結(jié)焊劑。試驗(yàn)表明，該焊劑在多絲埋...

從《西氣東輸二線管道工程用螺旋縫埋弧焊管技術(shù)條件》(以下簡稱《技術(shù)條件》)的要求出發(fā),采用mn-mo-ti-b合金系,成功地研制了一種高韌性x80級管線鋼用埋弧焊焊絲。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:所研制的埋弧焊焊絲與燒結(jié)焊劑f80匹配,在焊接速度為1.65m/min條件下,鋼管焊縫金屬的力學(xué)性能滿足《技術(shù)條件》的要求,可實(shí)現(xiàn)焊縫組織以針狀鐵素體組織為主的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

-1- 埋弧焊材料——焊絲、焊劑及選配 表1國產(chǎn)焊絲標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分(gb/t14957——1994) 鋼 種 牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）(%) cmnsicrnimov其他 sp用途 ≤ 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 h08 h08a h08e h08mn h08mna h15a h15mn ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 0.11～ 0.18 0.30～ 0.55 0.30～ 0.55 0.30～ 0.55 0.80～ ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.03 ≤0.07 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 — — — — — — — —

1.2埋弧焊材料——焊絲、焊劑及選配 焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。二者直接 參與焊接過程中的冶金反應(yīng)，因而它們的化學(xué)成分和物理性能不僅影響埋弧焊過程中的穩(wěn)定性、焊接接頭性能和質(zhì)量，同時(shí)還影響著焊接生 產(chǎn)率，因此根據(jù)焊縫金屬要求，正確選配焊絲和焊劑是埋弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 1．2．1焊絲 埋弧焊使用的焊絲有實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩類，生產(chǎn)中普遍使用的是實(shí)心焊絲，藥芯焊絲只在某些特殊場合應(yīng)用。焊絲品種隨所焊金屬 的不同而不同，目前已有碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、高碳鋼、特殊合金鋼、不銹鋼、鎳基合金鋼焊絲，以及堆焊用的特殊合金焊絲。根據(jù)國家 標(biāo)準(zhǔn)gb／t14957—1994、gb／t4241—1984焊接用鋼絲的規(guī)定，表1、表2是典型的碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼銹鋼焊絲的化學(xué)成分。 表1國產(chǎn)

1.2埋弧焊材料——焊絲、焊劑及選配 焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和 焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。二者直接參與焊接過程中的冶金反應(yīng)，因而它們的化學(xué)成分和物理性能不僅影響 埋弧焊過程中的穩(wěn)定性、焊接接頭性能和質(zhì)量，同時(shí)還影響著焊接生產(chǎn)率，因此根據(jù)焊縫金屬要求，正確 選配焊絲和焊劑是埋弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 1．2．1焊絲 埋弧焊使用的焊絲有實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩類，生產(chǎn)中普遍使用的是實(shí)心焊絲，藥芯焊絲只在某些特 殊場合應(yīng)用。焊絲品種隨所焊金屬的不同而不同，目前已有碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、高碳鋼、特殊合金鋼、 不銹鋼、鎳基合金鋼焊絲，以及堆焊用的特殊合金焊絲。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb／t14957—1994、gb／ t4241—1984焊接用鋼絲的規(guī)定，表1、表2是典型的碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼銹鋼焊絲的化學(xué) 成分。 表1國產(chǎn)

常用鋼材埋弧焊焊絲焊劑組合推薦表 序 號 適用鋼種 推薦用焊絲/焊劑 焊絲牌號焊劑牌號 1q235、q215、10#h08ahj431、sj501 220#、20g、22g、20rh08mnahj431、sj501 3 16mn、19mn6、16mnre、09mnv 09mn2、12mn h10mn2hj431、sj501 h08mnmohj350、sj101 4 15mnv、15mnvn、12mnv、14mnnb 16mnnb、25mn、20mnmo、15mnti h08mnmohj350、sj101 518mnmonb、20mnmonb、13mnnimoh08mn2mo hj250(330+25 0)、sj001 6 14mnmov、15mnmovn、hq70、 wcf60 wcf80、14mnmonbb、30crmns

埋弧焊焊絲 牌號 型號 gb 焊絲化學(xué)成分（%）(≤) 配合焊 劑 特點(diǎn)與用途 cmnsispcrnicu thm-43 (thg-43) h08a h08e h08c 0.10 0.30/ 0.60 0.03 0.030 0.020 0.015 0.03 0 0.02 0 0.01 5 0.20 0.10 0.20 0.30 0.10 0.30 0.20 sj301、 sj501及 hj431等 用于一般薄 板，鍋爐及管 板接頭的對接 及角焊 thm-43a (thg-43a) h08mna0.10 0.80/ 1.10 0.070.030 0.03 0 0.200.300.20 sj101、 sj127、 sj501及 hj431等 用于薄板及打 底焊焊接結(jié)構(gòu) thm-43b (thg-43b) h10mn2 0.12 1.50/ 1.90 0.070

對x100管線鋼管直縫雙面埋弧焊接頭進(jìn)行了微觀組織、顯微硬度、拉伸及沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:x100管線鋼雙面埋弧焊焊縫金屬的顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)的顯微硬度低于母材,焊接接頭存在haz軟化問題;橫向焊接接頭的抗拉強(qiáng)度滿足iso3183—2007的要求,抗拉強(qiáng)度值高于母材縱向,但低于母材橫向;埋弧焊焊縫金屬的韌性良好,韌脆轉(zhuǎn)變溫度為-53℃;焊接熱影響區(qū)的韌性較差,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約為7℃。

研制了一種不銹鋼埋弧焊燒結(jié)焊劑,采用caf2-al2o3-casio3焊劑渣系,堿度bⅱw為1.7-2.3。研發(fā)焊劑與h00cr21ni10焊絲匹配,焊接工藝性能良好,施焊過程電弧穩(wěn)定,脫渣性能良好,焊縫成形美觀。研發(fā)焊劑冶金性能良好,焊縫合金元素?zé)龘p少,雜質(zhì)元素滲入少,具有良好的力學(xué)性能和耐晶間腐蝕性能。

埋弧焊焊絲、焊劑采購技術(shù)要求 1.采購產(chǎn)品的信息 采購類型型號常用規(guī)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 焊絲h10mn2φ4gb/t5293-1999 h08mn2siaφ4gb/t5293-1999 焊劑f48a4-h10mn2gb/t12470-2003 h08mnagb/t5293-1999 2.采購技術(shù)要求 2.1焊絲 2.1.1熔敷金屬力學(xué)性能要求： 焊絲型號熔敷金屬力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度 b rm/mpa 屈服強(qiáng)度b rp0.2/mpa 伸長率 a/% 沖擊試驗(yàn) 試驗(yàn)溫度℃吸收功(j) h10mn2415~550≥330≥22-40≥27 h08mn2sia480~650≥400≥22-20≥27 2.1.2焊絲化學(xué)成分 焊絲型號化學(xué)成分（%） cmnsipsnicrcu h10mn2≤0.1

. . 埋弧焊材料——焊絲、焊劑及選配 表1國產(chǎn)焊絲標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分(gb/t14957——1994) 鋼 種 牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）(%) cmnsicrnimov其他 sp用途 ≤ 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 h08 h08a h08e h08mn h08mna h15a h15mn ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 ≤0.10 0.11～ 0.18 0.30～ 0.55 0.30～ 0.55 0.30～ 0.55 0.80～ ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.03 ≤0.07 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.3

型號用途 顆粒度 (mm) 配用焊絲 hj130低碳鋼，普低鋼0.45～2.5h10mn2 hj131ni基合金0.3～2ni基焊絲 hj150軋輥堆焊0.45～2.52cr13，3cr2w8 hj172高cr鐵索體鋼0.3～2相應(yīng)鋼種焊絲 hj173mn—al高合金鋼0.25～2.5相應(yīng)鋼種焊絲 hj230低碳鋼，普低鋼0.45～2.5h08mna，h10mn2 hj250低合金高強(qiáng)度鋼0.3～2相應(yīng)鋼種焊絲 hj251珠光體耐熱鋼0.3～2cr—mo鋼焊絲 hj260不銹鋼，軋輥堆焊0.3～2不銹鋼焊絲 hj330低碳鋼及普低鋼重要結(jié)構(gòu)0.45～2.5h08mna，h10mn2 hj350低合金高強(qiáng)鋼重要構(gòu)件0.45～2.5mn—mo，mn—si及含ni高強(qiáng)鋼用焊絲 hj430低碳鋼及普低鋼重要構(gòu)件0

埋弧焊選用的焊絲和焊劑配合 埋弧焊（含埋弧堆焊及電渣堆焊等）是一種電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的 方法。焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從碳素鋼到高鎳合金多種金屬材料的焊 接都可以選用焊絲和焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。埋弧焊焊絲的選用既要考慮焊劑成 分的影響，又要考慮母材的影響。為了得到不同的焊縫成分和力學(xué)性能，可以采 用一種焊劑（主要是熔煉焊劑）與幾種焊絲配合，也可以采用一種焊絲與幾種焊 劑（主要是燒結(jié)焊劑）配合。 對于給定的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)鋼種成分、對焊縫性能的要求及焊接工藝參數(shù) 的變化等進(jìn)行綜合分析之后，再?zèng)Q定所采用的焊絲和焊劑。

本技術(shù)涉及一種金屬材料焊接用埋弧焊絲，尤其是一種用于石油天然氣輸送管道焊接的管線鋼埋弧焊絲。所述的埋弧焊絲，以重量百分 比計(jì)包括：c≤0.09％，si0.15～0.3％，mn1.4～1.9％，ni0.3～1.0％，mo0.275～0.45％，ti0.04～0.012％，b0.002～ 0.007％，s≤0.005％，p≤0.015％,重量百分比計(jì)，余量為fe及其他不可避免的雜質(zhì)。本焊絲適用于x90管線鋼的多絲內(nèi)外埋弧焊接，相對 于x80與x100的管線鋼母材能夠焊接獲得的熔敷金屬強(qiáng)度適中，塑、韌性優(yōu)良，形成的各種接頭的各項(xiàng)力學(xué)性能滿足要求，能夠較好地 適用x90管線鋼材，滿足了壓力較高情況下輸送管道焊接要求。 權(quán)利要求書 1.一種管線鋼埋弧焊絲，其特征在于，以重量百分比計(jì)包括：c≤0.09％，si0.15～0.3％，mn1.4～1.9％，ni0.3～1.0％，mo0.275～

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埋弧焊時(shí)焊劑與焊絲的選配 焊劑的焊接工藝性能和化學(xué)冶金性能是決定焊縫金屬化學(xué)成分和性能的主要因素之一，采用 同樣的焊絲和同樣的焊接參數(shù)，而配用的焊劑不同，所得焊縫的性能將有很大的差別。一種 焊絲可與多種焊劑合理的組合，無論是在低碳鋼還是在低合金鋼上都有這種合理的組合。1 對焊劑工藝性能及質(zhì)量的要求（1）對焊劑的一般要求 a、焊劑應(yīng)具有良好的冶金性能，焊接時(shí)配以適當(dāng)?shù)暮附z和合理的焊接工藝，焊縫金屬應(yīng)能 得到適宜的化學(xué)成分和良好的力學(xué)性能（與母材相適應(yīng)的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性）以及較 強(qiáng)的抗冷裂紋和熱裂紋的能力。 b、焊劑應(yīng)具有良好的工藝性、電弧燃燒穩(wěn)定、熔渣具有適宜的熔點(diǎn)、黏度和表面張力。焊 道與焊道間及焊道與母材間充分熔合，過渡平滑沒有明顯咬邊，脫渣容易，焊縫表面成形良 好，以及焊接過程中產(chǎn)生的有害氣體少。 c、焊劑要有一定的顆粒度，并且應(yīng)有一定的顆粒強(qiáng)度，以利于

埋弧焊時(shí)焊劑與焊絲的選配 焊劑的焊接工藝性能和化學(xué)冶金性能是決定焊縫金屬化學(xué)成分和性能的主要因 素之一，采用同樣的焊絲和同樣的焊接參數(shù)，而配用的焊劑不同，所得焊縫的性 能將有很大的差別。一種焊絲可與多種焊劑合理的組合，無論是在低碳鋼還是在 低合金鋼上都有這種合理的組合。 1對焊劑工藝性能及質(zhì)量的要求 （1）對焊劑的一般要求 a、焊劑應(yīng)具有良好的冶金性能，焊接時(shí)配以適當(dāng)?shù)暮附z和合理的焊接工藝，焊 縫金屬應(yīng)能得到適宜的化學(xué)成分和良好的力學(xué)性能（與母材相適應(yīng)的強(qiáng)度和較高 的塑性、韌性）以及較強(qiáng)的抗冷裂紋和熱裂紋的能力。 b、焊劑應(yīng)具有良好的工藝性、電弧燃燒穩(wěn)定、熔渣具有適宜的熔點(diǎn)、黏度和表 面張力。焊道與焊道間及焊道與母材間充分熔合，過渡平滑沒有明顯咬邊，脫渣 容易，焊縫表面成形良好，以及焊接過程中產(chǎn)生的有害氣體少。 c、焊劑要有一定的顆粒度，并且應(yīng)有一定的顆粒強(qiáng)度，以利于多次

采用熱膨脹法獲取x100管線鋼的cct曲線,并通過硬度實(shí)驗(yàn),光學(xué)顯微組織觀察,sem組織觀察,tem組織觀察等手段進(jìn)行分析,深入討論了x100管線鋼的cct曲線及其在不同冷卻條件下的相變規(guī)律,研究了x100管線鋼不同冷卻條件下的組織類型及典型特征,為更好的認(rèn)識(shí)x100管線鋼組織-性能之間的關(guān)系和推動(dòng)其工業(yè)應(yīng)用提供重要參考。

國產(chǎn)X100鋼級螺旋埋弧焊管用焊絲試驗(yàn)成功

經(jīng)過科研人員的艱苦攻關(guān)和不懈努力，日前，由寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司自主研發(fā)的x100鋼級螺旋埋弧焊接銅管用焊絲，順利通過了生產(chǎn)試驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這標(biāo)志著我國已有效解決了超高強(qiáng)度管線鋼生產(chǎn)中等強(qiáng)匹配的難題。

日前,由寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司自主研發(fā)的x100鋼級螺旋埋弧焊接鋼管用焊絲,順利通過了生產(chǎn)試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這標(biāo)志著我國已有效解決了超高強(qiáng)度管線鋼生產(chǎn)中等強(qiáng)匹配的難題。