[发明专利]一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝及制备方法

说明书

本发明公开的一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：C：0.02％～0.05％、Si：0.1％～0.2％、Mn：1.1％～1.6％、P≤0.003％、S≤0.003％、Ni：8％～10％、Cr：9％～15％、Cu：0.6％～1.0％、Nb：0.1％～0.5％、V：0.15％～0.35％、Ti：0.35％～0.60％、B≤0.007％，其余为铁粉，以上组分含量的质量百分比之和为100％。通过利用该焊丝对X80管线钢进行焊接，得到了综合力学性能良好的焊接接头。还提供了该焊丝的制备方法。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝，还涉及该种一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝的制备方法。

背景技术

石油天然气大口径管线运输的方式首起源于19世纪的美国，在发展过程中形成了一套完整的焊管标准体系。随后日本、德国、加拿大等国家对高强度等级的管线运输材料也进行了开发实质并取得了一系列的研究成果。我国长距离油气输送管道的发展起步较晚，但发展速度迅猛。如今我国天然气输送管道网络已基本覆盖了从西到东，从南到北的区域。

2008年，X80管线钢正式在西气东输二线工程应用并取得了良好的效果，大大降低了管道铺设的成本，同时具有安全可靠、输送量大等特点。焊接是X80管线钢连接的唯一手段，焊接接头的好坏直接影响到油气运输的安全性。由于X80管线钢的使用环境复杂多变，因此对于管线钢的现场焊接质量也很难保证。目前，X80管线钢的焊接主要存在以下几个问题：HAZ韧性较差无法满足服役要求；HAZ区域软化严重，在受力过程中容易形成应力集中引起断裂；焊缝金属强度匹配不足，造成焊缝金属韧性降低。由于影响X80管线钢焊接接头的组织和性能较多，所以针对已知的影响因素选择合理的焊接工艺，并通过选择合适的焊材得到强韧性俱佳的焊缝组织是一个巨大的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝，通过利用该焊丝对X80管线钢进行焊接，得到了高强、高韧、低相变温度的焊接接头。

本发明的另一个目的是提供一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：C：0.02％～0.05％、Si：0.1％～0.2％、Mn：1.1％～1.6％、P≤0.003％、S≤0.003％、Ni：8％～10％、Cr：9％～15％、Cu：0.6％～1.0％、Nb：0.1％～0.5％、V：0.15％～0.35％、Ti：0.35％～0.60％、B≤0.007％，其余为铁粉，以上组分含量的质量百分比之和为100％。

本发明的特征还在于，

焊皮为低碳钢带，低碳钢带尺寸为14mm×0.8mm。

药芯焊丝中药芯的填充率为15.5wt％～16.5wt％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种适用于X80管线钢的低温相变药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按质量百分比分别称取：C：0.02％～0.05％、Si：0.1％～0.2％、Mn：1.1％～1.6％、P≤0.003％、S≤0.003％、Ni：8％～10％、Cr：9％～15％、Cu：0.6％～1.0％、Nb：0.1％～0.5％、V：0.15％～0.35％、Ti：0.35％～0.60％、B≤0.007％，其余为铁粉，以上组分含量的质量百分比之和为100％。

步骤2：将步骤1称取的各个原料粉末在惰性气体氛围中加热并保温一段时间；

步骤3：将步骤2加热后的各个原料粉末在混料机中进行干混，混合均匀；

步骤4：然后将混合均匀的原料药粉加入适量的黏结剂进行造粒；造粒的粒径控制在124～420μm；