一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲的制作方法
【專利摘要】一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲，屬于埋弧焊絲【技術領域】。該埋弧焊絲的化學成分質量分數為：C 0.01-0.15％；Si 0.1-0.9％；Mn 0.5-2.0％；P≤0.015％；S≤0.012％；Ni 0.1-1.5％；Mo 0.1-0.6％；Ti 0.01-0.25％；Al≤0.01％；CE≤0.4％；余量為鐵；CE＝C+(Mn/6)+(Ni/15)+(Cu/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)。優點在于，埋弧焊絲成分設計合理，焊縫具有良好低溫沖擊韌性，抗裂性良好，可適應大厚度海洋平臺用鋼不預熱焊接。
【專利說明】-種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲
【技術領域】
[0001] 本發明屬于埋弧焊絲【技術領域】，特別是涉及一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲 絲。
【背景技術】
[0002] 近年來就，隨著全球對石油天然氣的需求急劇增加，陸地石油天然氣的逐漸枯竭， 世界各國正積極向海洋尋求能源，而海洋油氣開采也從大陸架走向深海。海洋平臺遭遇的 海況也越來越惡劣，除要經受風、浪的沖擊外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境破壞的 作用。因此，對海洋平臺用鋼的強度、韌性、厚度提出更高要求，尤其在寒冷地區，對于低溫 韌性要求非常高，-40°c的沖擊功大于80J。
[0003] 埋弧焊具有高效、成形美觀、一次探傷合格率高等優點，尤其是焊接大厚度鋼時具 有明顯的優勢，也是海洋平臺的建造過程中是優選考慮的焊接方法。然而焊接高強度高韌 性大厚度鋼時埋弧焊也存在的一定問題，首先是抗裂性較差，其次焊縫的低溫韌性較低。這 些問題與焊接材料具有直接關系。
[0004] 當前40kg級以上大厚度海洋平臺用鋼在進行埋弧焊時，焊前需要預熱到KKTC， 花費了大量人力和物力，而且效率低下。
[0005] 專利CN103418934A和專利CN103273213A分別公布了一種高強高韌埋弧焊絲，兩 種埋弧焊絲雖然獲得了低溫韌性良好的焊縫，但是通過添加大量Ni來實現，一方面成本 高，另一方面焊縫裂紋敏感性高，對于大厚度鋼板不預熱焊接適應性不足。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲，該埋弧焊絲具有極佳 低溫韌性及抗裂性。
[0007] 為了實現上述目的，本發明埋弧焊絲的化學成分（質量分數）為：C0.01-0. 15%; Si0. 1-0. 9%；Mn0. 5-2. 0%；P^ 0. 015%；S^ 0. 012%；Ni0. 1-1. 5%；Mo0.l-〇. 6% ； Ti0? 01-0. 25% ;A1 彡 0? 01%;CE彡 0? 4% ;余量為鐵；CE=C+(Mn/6) + (Ni/15) + (Cu/15) + (Cr/5) + (Mo/5) + (V/5)〇
[0008] 本發明的成分設計原理如下：
[0009] 在根據本發明實施例的用于海洋平臺建造的埋弧焊絲中，C是固溶強化元素，可以 有效地提高焊縫強度。為了達到所需要的強度，碳含量應大于0.01 %，但是C含量過高時會 導致焊縫裂紋傾向增加，從而韌性降低，因此C含量不超過0. 15%。
[0010] Si可以提高焊縫金屬的強度，同時是重要的脫氧元素。另一方面，Si含量過高時 會降低焊縫的韌性。同時考慮到熔劑會向焊縫過渡一定量的Si，因此，埋弧焊絲中Si含量 為：0? 1-0. 9%。
[0011] Mn是本埋弧焊絲成分中主要強化元素之一，同時又是脫氧元素，所以Mn含量應大 于等于0. 5%，同時Mn含量超過2. 0%后焊縫金屬的韌性會降低。因此埋弧焊絲中Mn含量 為 0? 5-2. 0%。
[0012]P、S是雜質元素，會降低焊縫的韌性，原則上含量越低越好，但P、S太低會增加制 造成本。因此，P和S應分別滿足：P彡0. 015%，S彡0. 012%。
[0013]Ni是可以提高焊縫金屬層錯能，進而提高焊縫韌性的元素，同時也是重要的固溶 強化元素。其含量超過0. 1 %后，提高韌性效果能明顯顯示出來。但是Ni會增加成本，其含 量應低于1.5%。因此Ni含量為0.1-1. 5%。
[0014]Mo是重要的固溶強化元素，可有效提高焊縫金屬的強度，同時可以提高焊縫金屬 的抗回火脆性。為了發揮其作用，埋弧焊絲成分中Mo的含量應大于0. 1 %。但是Mo含量過大 會引起韌性降低，同時會增加焊絲的成本，其含量應低于〇. 6%;因此Mo含量為：0. 1-0. 6%
[0015]Ti為有效脫氧的元素，同時Ti的氧化物可促進針狀鐵素體的形成，進而提高焊縫 金屬的韌性。但是Ti含量過高會降低焊縫的低溫韌性。因此，本發明埋弧焊絲Ti含量為 0. 01-0. 25%。
[0016]A1為脫氧元素，但是A1含量過高會降低焊縫低溫韌性，因此，A1含量應小于 0? 01%。
[0017] CE為碳當量，一般認為CE< 0. 4%時，焊材在焊接時無淬硬傾向，抗裂性良好，不 需要預熱。因此，CECE彡0.4%。
[0018] 本發明優點在于，埋弧焊絲成分設計合理，焊縫具有良好低溫沖擊韌性，抗裂性良 好，可適應大厚度海洋平臺用鋼不預熱焊接。
【具體實施方式】
[0019] 下面將詳細描述根據本發明實施例的用于海洋平臺建造的埋弧焊絲。
[0020] 根據本發明的實施例，用于海洋平臺建造的埋弧焊絲的化學成分（質量分數，在 本申請中描述的百分數均為質量分數）為：C0. 01-0. 15%;Si0. 1-0. 9%;Mn0. 5-2. 0% ; P^ 0. 015%；S^ 0. 012%；Ni0. 1-1. 5%；Mo0.l-〇. 6%；Ti0. 01-0. 25% ；A1 ^ 0. 01% ； CE< 0? 4% ;余量為鐵；CE=C+(Mn/6) + (Ni/15) + (Cu/15) + (Cr/5) + (Mo/5) + (V/5)。
[0021] 為了詳細說明根據本發明實施例的埋弧焊絲的性能，按照上述設計的埋弧焊絲的 成分進行加工，共制備了 9個根據本發明實施例的埋弧焊絲（見表1)。
[0022] 表1埋弧焊絲的化學成分（質量百分數，％ )
【權利要求】
1. 一種用于海洋平臺建造的埋弧焊絲，其特征在于，該埋弧焊絲的化學成分按質量百 分數計為：C 0? 01-0. 15% ;Si 0? 1-0. 9% ;Mn 0? 5-2. 0% ;P 彡 0? 015% ;S 彡 0? 012% ;Ni 0? 1-1. 5% ;Mo 0? 1-0. 6% ;Ti 0? 01-0. 25% ;A1 彡 0? 01% ;CE 彡 0? 4% ;余量為鐵；CE = C + (Mn/6) + (Ni/15) + (Cu/15) + (Cr/5) + (Mo/5) + (V/5)〇
【文檔編號】B23K35/30GK104400253SQ201410666124
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】齊彥昌, 馬成勇, 肖紅軍, 肖曉明, 魏金山, 彭云, 田志凌 申請人:鋼鐵研究總院