超低氫高韌性X70管線鋼配套焊條CHE607GX的研制及應用.pdf

1、本文針對我國“西氣東輸”工程專用管線鋼X70的焊接需求,深入研究探討了如何改善堿性焊條的焊接工藝性能、焊接接頭強韌性性能和抗冷裂紋性能的途徑。在此基礎上研制開發(fā)了一種與X70管線鋼配套的新型高韌性超低氫焊條CHE607GX,并對該焊條的綜合性能進行了測試和應用試驗。在焊接工藝性能方面,通過使用GX高溫物性儀等先進測試儀器并結合嚴格的焊接工藝性能試驗,研究了CHE607GX焊條藥皮成分對其電弧穩(wěn)定性、熔滴過渡、飛濺、焊縫成型及脫渣性等的影

2、響。探討了藥皮中主要組分對其熔化特性的影響規(guī)律。研究結果表明:大理石、螢石、石英的改變都會顯著引起藥皮熔化特性的變化,其中熔化特性對大理石含量的變化較為敏感。當焊條藥皮中大理石/螢石成分為2～2.5％(wt)、石英為4～10%時,焊條的綜合工藝性能為最佳。在焊縫組織和力學性能方面,本文探討了C、Mn、Si、Ni等主要合金元素對焊縫力學性能的影響規(guī)律,還采用單一因子變動法重點研究了加入Ti-B和稀土元素對焊縫力學性能,尤其是低溫韌性的影響

3、。試驗結果說明:嚴格控制CHE607GX焊條的C、Si和雜質元素S的含量,并保證Mn/Si比大于3.0～3.5,加入0.3%~2.0% Ni,向焊縫金屬過渡微量的Ti—B和稀土元素,可以有效地抑制先共析鐵素體的析出,使焊縫獲得細小、均勻的針狀鐵素體組織,從而提高焊縫的低溫沖擊韌性。在焊條的耐吸潮性方面,通過分析影響焊條吸濕能力的各種因素,分析尋找提高低氫焊條藥皮耐吸潮能力的方法。研究結果表明:藥皮配方中采用耐吸潮原料替代易吸潮材料,對提

4、高低氫焊條的耐吸濕能力十分重要。粘接劑的選擇應用也很關鍵,隨著水玻璃模數(shù)的提高,藥皮的耐吸濕能力提高;當K、Na水玻璃的比例為1:1時,可得到比單一的K或Na水玻璃更好的耐吸濕能力;在K、Na比為1:2時,加入10%的Li水玻璃,可使CHE607GX焊條藥皮的耐吸濕能力比普通J607焊條提高1—6倍。基于本研究所得到CHE607GX焊條各項性能指標均達到甚至超過了相關標準,填補了我國X70管線鋼無配套堿性焊條的空白,已被成功地批量應用于