[发明专利]一种超细径X80管线钢焊接用药芯焊丝

说明书

一种超细径X80管线钢焊接用药芯焊丝，属于材料加工中的焊接材料领域。焊丝直径在0.6‑0.8mm，其粉体药芯的组分及各组分的质量百分含量(％)是：碳化铬：30‑50％；石墨：2‑6％；钛铁：10‑20％；电解锰1‑5％；钼铁：2‑10％；WC：1‑4％，铁粉：余量。采用SPCC钢带作为药皮，粉体药芯填充率为4‑8％。采用本发明的焊丝进行焊接时飞溅小，焊缝成型美观，表面无裂纹。

技术领域

本发明属于材料加工中的焊接材料领域，涉及一种超细径X80管线钢焊接用药芯焊丝，主要应用于X80管线钢的焊接。

背景技术

油气输送管线是一项大规模的焊接成型和长距离的焊接安装工程，管线钢的焊接包括制管成型焊接和钢管现场对接焊接两个领域。在钢管现场对接焊接过程中，由于这种焊接是在复杂气候和地质条件下进行的，因而对管线钢的焊接性提出了更高的要求。为了确保顺利和经济铺设管线,管线钢应具有优秀的野外焊接性能，这意味着管线钢的碳当量必须尽可能低。正是由于管线钢碳当量的降低，因此焊接过程中的氢致裂纹敏感性下降，冷裂纹倾向减小，焊接热影响区的性能损害降低。但由于焊接时管线钢经历着一系列复杂的非平衡的物理化学过程，而且随着管线钢强度级别的不断提高，板厚的加大，仍然面临冷裂的问题。所以，只有正确选择焊接材料和相应的工艺措施才能防止冷裂纹的产生。

随着高寒地带油气田的开发以及管道输送压力和钢材等级的提高，管道发生脆性断裂的问题尤为突出。压力管道作为一种典型的焊接结构，由于焊接过程常使焊接接头的组织性能劣化及焊接缺陷处严重的应力集中，使焊接缺陷处成为整个焊接管道中最薄弱部位，服役过程中往往成为裂纹的源头，造成裂纹的扩展甚至失稳断裂。

在焊接中，热影响区是组织劣化、焊接缺陷及应力集中最严重的地方，而热影响区的性能，和热输入息息相关，越大的热输入，使热影响区的恶化越厉害，反之，越小的热输入，可使热影响区和母材及焊缝的组织趋于一致，从而减少缺陷的产生，从根源上遏制裂纹的产生。

发明内容

本发明所要解决的问题，是提供一种超细径0.6-0.8mm的X80管线钢焊接用药芯焊丝，通过降低焊接电流电压(即热输入)，将热影响区的不利影响降低到最小，从根源上解决焊接接头(这里特指热影响区)带来的组织恶化，进而成为裂纹源的问题。

本发明所述的一种超细径X80管线钢焊接用药芯焊丝，其特征在于，焊丝直径在0.6-0.8mm，其粉体药芯的组分及各组分的质量百分含量(％)是：碳化铬：30-50％；石墨：2-6％；钛铁：10-20％；电解锰1-5％；钼铁：2-10％；WC：1-4％，铁粉：余量。

采用SPCC钢带作为药皮，粉体药芯填充率为4-8％。

其中，各组分成分及在药芯焊丝中的作用如下：

碳化铬(Cr≥86.19％，C≤13.32％，为重量百分比)：铬是一种碳化物形成元素。在焊缝金属中，它能与碳生成Cr₇C₃等金属化合物，而这种金属化合物具有较高的强度、硬度。当它以颗粒状弥散性分布在金属基体上时，能大大提高材料的强度、韧性，铬还具有优良的抗腐蚀性能；

钛铁(采用FeTi40A)：钛有极强的组织晶粒作用，晶粒细化带来的晶界加密,提高堆焊合金的强度；

电解锰：含锰量≥99.95％，Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂；

钼铁(采用FeMo55A)：钼对铁素体有固溶强化作用.同时也提高碳化物的稳定性.从而提高焊接合金的强度；

碳化钨(WC)：碳化钨具有较高的熔点，能够提高焊丝中药芯熔点，降低热影响区热输入。

采用本发明上述超细径X80管线钢用药芯焊丝进行焊接的方法，包括如下步骤：

步骤1，按照上述粉芯配比药芯轧制焊丝，填充率为4-8％；得到直径0.6-0.8mm的粉芯丝材；