一种埋弧焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊丝技术领域，尤其是一种埋弧焊丝及其制备方法。
【背景技术】
[0002]焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。随着工业技术的不断发展，焊接已从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科互相交融的新学科，成为一种综合的工程技术，涉及到材料、焊接材料、焊丝生产过程控制及机械化自动化、焊接质量控制、焊后热处理等诸多技术领域，广泛地应用于工业生产的各个部门，在推动工业的发展和产品的技术进步以及促进国民经济的发展都发挥着重要作用。
[0003]随着能源需求的持续增长，业内迫切需要提高输送效率，而采用更多高强度级别管线如X90、XlOO和X120等高强度钢管，既可以通过减薄管道薄厚达到降低材料消耗的目的，又可以增大管径和输送压力，提高输油效率，节省运行费用。因此，高强度等级钢管是未来输油气管道建设的主要趋势和方向，自然相关的管线焊接也逐渐成为了研发人员关注的热点。
[0004]而在现有技术中，上述的管线运输过程中的管线连接过程，主要采用的是埋弧焊接处理，而焊接过程中最为关键之一的就是焊丝质量，同时，在对管线焊接要求越来越严格的环境下，生产一种高质量，高强度、高韧性、成型优良和高焊接效率等特性的埋弧焊丝成为了及其需求的。
[0005]为此，有大量的研宄者针对埋弧焊丝的生产，以及原料配比作出了研宄，如专利号为201410258769.3的《一种埋弧焊丝，按质量百分比组成包括:0.85?1.60 %的Mo ；2.50 ?4.50 % 的 Ni ；0.10 ?0.30 % 的 Ti ；0.005 ?0.02 % 的 B ；0.005 ?0.02 % 的 REM ；1.60?2.00%的Mn ;大于零且小于等于0.06%的C ;大于零且小于等于0.10%的Si ;小于等于0.008%的P ;小于等于0.006%的S ;余量的Fe。针对X120钢级管线用埋弧焊丝，采用本发明提供的埋弧焊丝和焊接方法进行的焊接过程和焊后的焊接接头，具有较高的抗拉强度和较好的低温韧性，并且焊接过程具有较高的焊接速度，能够满足X120管线焊接制管需求。再如专利号为200910272211.X的《一种耐海水腐蚀埋弧焊丝，其特征是该焊丝由下列化学成分按所述质量百分比制成:Cu0.20-0.35%, Cr0.65-1.15%, N1.35-0.55%,Mo0.15-0.25 %, C0.07-0.11 %, S1.07-0.22 %, Mnl.0-1.38 %, Nd0.05-0.1 %,PS 0.012%，S < 0.012%，余量为铁和不可避免的杂质。通过对化学成分进行合理的设计，使发明具有耐腐蚀，强度高，韧性好，抗焊接冷裂能力强等特点，其抗拉强度大于600MPa，_40°C的低温冲击性能Axv彡65J。焊接后，成型美观，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷，其焊缝与海洋工程用钢具有很好的匹配效果，从而满足了对焊缝耐海水腐蚀、高强度、尚韦刃性的尚要求。
[0006]但是，尽管如此，上述的技术方案对于埋弧焊丝的产品的质量依然难以保证市场的大量需求，基于此，本发明进一步的为埋弧焊丝提供一种新途径。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种埋弧焊丝及其制备方法。
[0008]具体是通过以下技术方案得以实现的:
[0009]一种埋弧焊丝，焊丝材料组成的化学成分质量百分比为:C:0.065-0.069%,Si:0.4-0.57 %, P ^ 0.004 %, S ^ 0.003 %, Mo:0.75-0.83 %，Mn:1.65-1.75 %, Cu:0.51-0.57%, B:0.001-0.0045%, T1:0.15-0.25%, N1:0.59-0.71%，余量为铁和不必要的杂质。
[0010]所述的焊丝材料组成的化学成分质量百分比为:C:0.067 %，Si:0.51P^0.002%, S ^ 0.002%, Mo:0.79%, Mn:1.70%, Cu:0.54%, B:0.0031%, T1:0.20%,Ni:0.65%，余量为铁和不必要的杂质。
[0011]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括Cr，其质量百分比为0.45-0.55%。
[0012]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括V，其质量百分比为< 0.034%。
[0013]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括Cr，其质量百分比为0.50%。
[0014]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括Nd，其质量百分比为0.06-0.08%。
[0015]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括Nd，其质量百分比为0.065-0.075%。
[0016]所述的焊丝材料组成的化学成分还包括Nd，其质量百分比为0.07%。
[0017]上述的埋弧焊丝的制备方法，包括以下步骤:
[0018](I)将上述原料成分加入到电炉冶炼，并在加入过程中的顺序为:先加入铁，待铁完全融化后，再检测铁水中的成分含量，并根据检测出来的成分含量加入其他化学元素进行补充成分处理，并调整各化学成分的质量百分比，待用；
[0019](2)再将其送入扎制机中进行扎制处理，再进行拉丝，获得初级焊丝条；
[0020](3)再将步骤2)获得的初级焊丝条送入镀铜工序中，控制环境温度为100_150°C，真空度为0.02-0.0SMPa下进行镀铜，使得初级焊丝表面层出现镀铜层，并且控制镀铜层中铜元素在整个焊丝中的的质量百分比为0.51-0.57 %，进而获得成品埋弧焊丝。
[0021]所述的步骤I)中，加入其他化学元素进行补充成分处理，是先将碳、硅、磷、硫、硼依次加入进行调整至原料成分质量百分比，再将N1、T1、Mo、Mn依次加入调整至原料成分质量百分比，再进行统一调整碳、硅、磷、硫、硼、N1、T1、Mo、Mn的化学成分质量百分比。
[0022]上述的冶炼是在真空环境下进行的，冶炼炉中的真空度为0.2-0.5MPa。
[0023]与现有技术相比，本发明的技术效果体现在:
[0024]通过对原料成分的化学组成百分比进行合理的设计和组合，尤其是结合制备工艺中对化学成分的调整方式，进而使得各种化学成分之间发生微观化学反应，进而提高了制备的埋弧焊丝的品质，使得制备的埋弧焊丝具有高抗腐蚀性能、强度高、韧性好、抗焊接冷凝能力强，尤其是其低温冲击性能在_40°C能够达到67MPa，其抗拉强度较高，能够达到602MPa以上，并且焊接接头处理后，对其进行外观观察，成型美观，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷。
[0025]本发明的埋弧焊丝尤其是在进行焊接处理时，其所需要的电流强度、电压强度相比传统的埋弧焊丝要低，进而降低了焊接工艺过程中的能耗；同时焊接速度较快，能够节省焊接处理的周期，降低对工件焊接处理的成本，提高焊接工的焊接效率。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0027]实施例1
[0028]一种埋弧焊丝，焊丝材料组成的化学成分质量百分比为:C:0.065%，S1:0.4，P 彡 0.004%, S 彡 0.003%, Mo:0.75%, Mn:1.65%, Cu:0.51%, B:0.001%, T1:0.15%,N1:0.59%，余量为铁和不必要的杂质。
[0029]该埋弧焊丝的制备方法，包括以下步骤:
[0030](I)将上述原料成分加入到电炉冶炼，并在加入过程中的顺序为:先加入铁，待铁完全融化后，再检测铁水中的成分含量，并根据检测出来的成分含量加入其他化学元素进行补充成分处理，并调整各化学成分的质量百分比，待用；
[0031](2)再将其送入扎制机中进行扎制处理，再进行拉丝，获得初级焊丝条；
[0032](3)再将步骤2)获得的初级焊丝条送入镀铜工序中，控制环境温度为100°C，真空度为0.02MPa下进行镀铜，使得初级焊丝表面层出现镀铜层，并且控制镀铜层中铜元素在整个焊丝中的的质量百分比为0.51%，进而获得成品埋弧焊丝。
[0033]并且，加入其他化学元素进行补充成分处理，是先将碳、硅、磷、硫、硼依次加入进行调整至原料成分质量百分比，再将N1、T1、Mo、Mn依次加入调整至原料成分质量百分比，再进行统一调整碳、硅、磷、硫、硼、N1、T1、Mo、Mn的化学成分质量百分比。
[0034]并采用上述制备的埋弧焊丝，配合合SJlOl焊剂进行熔敷金属试验。其焊接规范为:焊接电流210-240A，焊接电压28-31V，焊接速度为25.9cm/分钟，堆敷层数为4层。所得熔敷金属的力学性能为:屈服强度σ s(Mpa) = 590，抗拉强度σ b (Mpa) = 710，延伸率δ 5 = 24.5% ；Αχν, -30°C /J = 83 ；Axv, -20°C /J = 97.1。
[0035]采用上述制备的埋弧焊丝，配合SJlOl焊剂进行焊接接头试验。试验时的试板选用厚度为17mm的船用钢板，该钢板的化学成分为:C 0.33%, Si039%,Mnl.7%, P0.002%,S0.003%, Cu0.25%,Cr0.33, Ni 0.37%，其余为铁和其它不可避免的杂质。该钢板的屈服强度 σ S(Mpa) = 470，抗拉强度 σ b (Mpa) = 602, Axv (-40 °C ) = 67J。
[0036]焊接规范为:焊接电流200-220A，焊接电压22-24V，焊接速度为24.3cm/分钟。
[0037]焊接后对接头进行外观检查表明:焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，无裂、焊瘤和咬边等有害缺陷。
[0038]实施例2
[0039]一种埋弧焊丝，焊丝材料组成的化学成分质量百分比为:C:0.069%, S1:0.57%,P 彡 0.003%, S 彡 0.002%, Mo:0.83%, Mn:1.75%, Cu:0.57%, B:0.0045%, T1:0.25%,N1:0.71%，余量为铁和不必要的杂质。
[0040]上述的埋弧焊丝的制备方法，包括以下步骤:
[0041](I)将上述原料成分加入到电炉冶炼，并在加入过程中的顺序为:先加入铁，待铁完全融化后，再检测铁水中的成分含量，并根据检测出来的成分含量加入其他化学元素进行补充成分处理，并调整各化学成分的质量百分比，待用；
[0042](2)再将其送入扎制机中进行扎制处理，再进行拉丝，获得初级焊丝条；
[0043](3)再将步骤2)获得的初级焊丝条送入镀铜工序中，控制环境温度为150°C，真空度为0.0SMPa下进行镀铜，使得初级焊丝表面层出现镀铜层，并且控制镀铜层中铜元素在整个焊丝中的的质量百分比为0.57%，进而获得成品埋弧焊丝。
[0044]所述的步骤I)中，加入其他化学元素进行补充成分处理，是先将碳、硅、磷、硫、硼依次加入进行调整至原料成分质量百分比，再将N1、T1、Mo、Mn依次加入调整至原料成分质量百分比，再进行统一调整碳、硅、磷、硫、硼、N1、T1、Mo、Mn的化学成分质量百分比。
[0045]上述在进行冶炼炉冶炼处理时，其采用的是真空环境处理，真空度为0.2MPa。
[0046]并且采用上述制备的埋弧焊丝，配合SJlOl焊剂进行焊接接头试验，其焊接接头、焊接规范