X100管線鋼用埋弧焊焊接材料的研制.pdf

1、隨著2008年10月44版API 5L標準的正式實施,X100管線鋼將進入工業生產應用階段。目前國內已有多家企業能夠生產這一新鋼種,但其焊接材料的研發卻相對滯后,從而使這種高強度等級的管線鋼的應用具有很大的局限性。因此,從X100管線鋼的性能要求出發,結合焊縫熔敷金屬組織凝固特點,對焊接接頭的組織進行匹配設計,并進一步采用合金及微合金元素合理配比的方法,對其埋弧焊焊接材料進行研究和開發是十分必要的。本文根據X100石油管線鋼的使用要求,

2、考慮到低合金鋼焊縫組織形成特點及其力學性能的結果,選擇以超低碳板條貝氏體和粒狀貝氏體為強化相,以針狀鐵素體為韌化相的焊縫組織形式。在此基礎上,通過分析合金元素對焊縫組織轉變的作用,選擇Mn-Ni-Mo-Cr作為X100管線鋼埋弧焊焊絲合金系。與此同時,選用所研制的焊絲對X100管線鋼進行焊接并對其焊接接頭的焊縫組織進行觀察。實驗表明了所研發的焊接材料其焊縫熔敷金屬中含有較多具有高密度位錯的板條貝氏體和針狀鐵素體,還有少量的粒狀貝氏體。其

3、中,針狀鐵素體和粒狀貝氏體位向不定,能夠對板條貝氏體束進行拘束分割,使其整個焊接接頭的微觀組織更加均勻,晶粒顯著得到細化。另外,由于其熔敷金屬組織的高密度位錯的強化作用,使焊接接頭的強度也明顯得到提高。作為埋弧焊接過程中的重要焊接材料,結合管線鋼焊縫高韌性的要求,本文選擇氟堿型渣系作為埋弧焊接過程中的燒結焊劑材料。同時,為了保證焊劑的工藝性能,選擇加入A12O3. SiO2、ZrO2、TiO2等活性氧化物,對其與焊劑的工藝性能和焊接接頭