[发明专利]高强度耐腐蚀埋弧焊料

说明书

技术领域

本发明属于埋弧焊料，特别属于用于海上石油焊接的高强度耐腐蚀埋弧焊料。

背景技术

随着国际海洋油气发展不断向深海推进，近10年来，全球60％的新发现大型油气田来自海洋，预计到2020年，海洋石油将占全球石油开采量的35％，海洋天然气所占比例则将达41％。因此应用海洋工程开发勘探站井平台和船舶焊接，

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耐海水腐蚀性能，而且要具有较好的造船工艺适应性。因此，新焊材的研制首先要保证焊丝及其熔敷金属的化学成分和与其配套的钢种成分基本匹配，同时要考虑焊接施工时合金元素的过渡与烧损，其次是选择与焊丝配用的埋弧焊剂。这不仅关系到焊缝的化学成分和力学性能，而且直接影响到焊接材料的焊接工艺性能。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，所以提高焊缝金属的低温韧性是新研制焊丝的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低温韧性好的高强度耐腐蚀埋弧焊料。

本发明解决技术问题的技术方案为：

高强度耐腐蚀埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为：

C：0.02-0.11，Si：0.1-0.25，Mn：1.2-1.8，Mo：0.1-0.3，Cr：0.6-1.5，Ni：0.15-0.5，Ti：0.02-0.05，Nb：0.0015-0.008，V：0.01-0.04，S：≤0.010，P≤0.015，余量是铁，各组分的重量和为100％。

优选的V的重量百分比为0.015-0.03。

本发明中：本焊丝化学成分按Ni-Cr-Mo系合金进行设计，这是因为镍基合金在高温环境和多种腐蚀介质中均具有良好的耐腐蚀性能。其焊接组织为奥氏体+铁素体，焊缝组织细小。采用ASTM G28标准和不同温度的硫酸、盐酸、硝酸介质对该合金进行腐蚀试验，在氧化性腐蚀介质和还原介质中均具有良好的耐腐蚀性，同时还具有抗高温氧化的性能。本发明中Ni含量高，强化铁素体并细化和增多珠光体，提高钢的强度和疲劳抗力，降低钢的低温脆化转变温度，减少钢对缺口的敏感性。另外添加了Nb、V、Ti微合金，保证钢在碳当量较低的情况下，通过其C、N化物质点(尺寸小于5mm)的弥散析出及Nb、V、Ti的固溶，细化晶粒，极大提高钢的强度、韧性，特别是低温韧性，使钢具有良好的可焊性，使用性。V的含量应在一定的范围之内，否则，会导致其低温韧性变低。

本发明与现有技术相比，与烧结焊剂SJ101G匹配时焊料熔敷金属典型值为：屈服强度：≥500MPa；抗拉强度：≥600MPa；延伸率：≥20％；-40℃时冲击值：≥48J。焊料表面应光滑，无毛刺、凹陷、裂纹、折痕及氧化皮等缺陷或其他不利于焊接操作以及对焊缝金属性能有不利影响的外来物质。焊料表面允许有不超出直径允许偏差的1/2划伤及不超出直径偏差的局部缺陷存在。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

实施例1：

高强度耐腐蚀埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为：

C：0.02，Si：0.1，Mn：1.2，Mo：0.1，Cr：0.6，Ni：0.15，Ti：0.02，Nb：0.0015，V：0.01，S：≤0.010，P≤0.015，余量是铁，各组分的重量和为100％。

实施例2：

高强度耐腐蚀埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为：

C：0.08，Si：0.2，Mn：1.6，Mo：0.2，Cr：1，Ni：0.3，Ti：0.04，Nb：0.004，V：0.03，S：≤0.010，P≤0.015，余量是铁，各组分的重量和为100％。

实施例3：

高强度耐腐蚀埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为：

C：0.11，Si：0.25，Mn：1.8，Mo：0.3，Cr：1.5，Ni：0.5，Ti：0.05，Nb：0.008，V：0.04，S：≤0.010，P≤0.015，余量是铁，各组分的重量和为100％。

实施例4

除V的重量百分比含量为0.05外，其余与实施例2相同。

实施例5：

将实施例1、2、3、4所制的埋弧焊料与焊剂：SJ101G用于埋弧焊。

所述的SJ101G焊剂属于氟碱型烧结焊剂，碱度值为1.6～2.0，为氟碱型渣系特征，焊渣成分：CaO+MgO+MnO+CaF2≥50％、SiO2≤20％、CaF2≥15％。

其结果如表1所示：