本發(fā)明屬于焊接材料，特別是涉及一種用于X80管線鋼環(huán)焊縫焊接的氣體保護焊實心焊絲，適用于X80級管線鋼管環(huán)焊縫全位置焊接。
背景技術：
管道輸油(氣)顯示出的安全、可靠、經(jīng)濟和不間斷的特點是其他方式無法比擬的。隨著長距離、大管徑、高壓輸送方式和極地、海洋、油氣輸送管線的建設和使用，對管線鋼尤其管線管的要求也越來越嚴格。為了確保輸送管線建設的經(jīng)濟性、運行的安全性和可靠性，不僅要求管線鋼本身具有優(yōu)良的韌性，而且也要求焊接材料具有優(yōu)良的韌性。由于焊接過程本身固有的特點，往往使得管線管焊接接頭的韌性比管線鋼的韌性更難控制，這成為輸送管線的薄弱環(huán)節(jié)，最大限度地控制和提高接頭的低溫韌性是管道工作者需要迫切解決的問題之一。油氣管道工程是一項大規(guī)模的現(xiàn)場焊接安裝工程。在管道建設中，焊接施工作業(yè)點隨著管道延伸不斷遷移，自然環(huán)境復雜多變，一條長輸管道在建設過程中會遇到多種人文環(huán)境、地質(zhì)形貌和氣候條件。為適應不同的焊接環(huán)境，管道施工的焊接工藝選擇是多種多樣的。世界發(fā)達國家管道環(huán)焊縫主要采用氣保護實心焊絲自動焊進行焊接，我國自動焊程度低，管道環(huán)焊縫主要采用自保護藥芯焊絲半自動焊進行焊接。隨著輸送管道強度、直徑和壁厚的不斷提高，焊接施工勞動強度增強，現(xiàn)場環(huán)焊縫焊接材料、焊接工藝可選擇的范圍越來越窄，焊接施工難度越來越大，難以保證焊縫具有與母材相同或接近的性能，現(xiàn)場環(huán)焊技術已成為制約高強度、厚壁管線鋼應用的主要瓶頸自保護藥芯焊絲半自動焊由于設備一次性投資小，操作靈活，對環(huán)境和工況適應性強，在我國管道鋪設中占居了主導位置，但其對焊工操作技能要求較高，焊縫金屬綜合性能隨著鋼管強度等級的提高有所下降，在高鋼級管道中應用的局限性越來越大。氣保護實心焊絲自動焊雖然設備一次性投資大但焊接效率高，不受人為因素影響有利于焊接質(zhì)量的控制與管理，焊縫金屬綜合性能高，在高強鋼級管道中的應用前景好。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種用于X80管線鋼環(huán)焊縫焊接的氣體保護焊實心焊絲，具有高強度和優(yōu)良的低溫沖擊韌性。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種用于X80管線鋼環(huán)焊縫焊接的氣體保護焊實心焊絲，化學成分按質(zhì)量百分比為：C：0.05％-0.10％；Si：0.70％-1.00％；Mn：1.45％-1.75％；P＜0.010％；S＜0.005％；Cr：0.40％-0.60％；Ti：0.06％-0.10％；Ni：0.90％-1.10％；余量為Fe。
本發(fā)明的有益效果是：焊縫金屬具有高強度和優(yōu)良的低溫沖擊韌性，全位置焊的藝性能良好，不同位置的焊縫表面光滑、均勻，焊道形貌美觀。適用于X80級管線鋼的焊接。
具體實施方式
本發(fā)明的用于X80管線鋼環(huán)焊縫焊接的氣體保護焊實心焊絲，化學成分按質(zhì)量百分比為：C：0.05％-0.10％；Si：0.70％-1.00％；Mn：1.45％-1.75％；P＜0.010％；S＜0.005％；Cr：0.40％-0.60％；Ti：0.06％-0.10％；Ni：0.90％-1.10％；余量為Fe。
C是確保焊縫金屬強度的主要元素，但過高的C元素會引起飛濺，影響焊絲的工藝性能，同時還會促進高碳馬氏體的形成，影響焊縫金屬的沖擊韌性?？刂铺荚卦诤线m的范圍可確保焊絲的焊接工藝性能和焊縫強韌性，因此本發(fā)明焊絲中的C含量控制在0.05～0.10％范圍內(nèi)。
Si是脫氧元素，也起到固溶強化的作用。Si能增加焊縫金屬的強度，但使焊縫金屬的韌性下降。焊絲中Si含量偏低，脫氧不充分，影響焊縫的低溫沖擊韌性；Si含量過高，促使焊縫金屬硬化，降低焊縫金屬的低溫韌性，同時焊接飛濺增加，焊絲工藝性能下降。焊絲中含有適量的Si，既可減少焊縫中非金屬夾雜物，又可改善焊縫金屬的沖擊韌性，本發(fā)明焊絲中Si含量控制在0.70～1.00％之間。
Mn是焊縫金屬的強化元素又是脫氧元素，焊絲中須有足夠的Mn含量才能達到脫氧效果。Mn是奧氏體穩(wěn)定化元素，焊絲中加Mn不僅能提高焊縫金屬針狀鐵素體的體積分數(shù)，減少先共析鐵素體數(shù)量，同時還易得到低碳貝氏體組織，錳含量的增加既可提鋼材高韌性，又可提高鋼材強度。因此本發(fā)明焊絲中Mn含量控制在1.45～1.75％之間。
Cr是擴大γ相區(qū)的元素，降低γ→α相變臨界溫度，使奧氏體轉(zhuǎn)變在較低的溫度下進行。焊縫金屬的硬度隨Cr含量的增加而漸增，在低Mn含量時基本上呈線性增加，但在高Mn含量時則呈非線性。Cr對焊縫強度的影響與Mn相似，隨著Cr含量的增加，焊縫金屬強度增大，只是Cr的作用較Mn弱，Cr含量超過0.6％時，隨Cr含量的增加，生成帶第二相的側(cè)板條鐵素體，而使焊縫的韌性惡化。因此本發(fā)明焊絲中Cr含量控制在0.40～0.60％之間。
Ni是奧氏體穩(wěn)定化元素，Ni無限固溶于γ-Fe，在焊縫金屬中也起固溶強化作用，能增加針狀鐵素體析出細化組織。Ni的作用與Mn相似，只是較Mn的作用弱，是弱強化合金元素。在焊縫金屬的整個冷卻速度范圍內(nèi)，Ni都可以使相變溫度降低，并使側(cè)板條鐵素體開始轉(zhuǎn)變溫度降低程度明顯大于針狀鐵素體開始轉(zhuǎn)變溫度的降低。在焊縫金屬中含有Mn時，Ni的這種效果更有利于針狀鐵素體的形成。因此本發(fā)明焊絲中Ni含量控制在0.90～1.10％之間。
Ti作為微合金元素加入，加入微量的Ti與N形成TiN顆粒，有效阻止焊縫金的屬晶粒長大，細化晶粒，Ti還能減少先共析鐵素體形成，增加針狀鐵素體含量。
S、P是有害元素，嚴重惡化焊縫的性能，主要表現(xiàn)在降低上平臺韌性和提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，導致氫致開裂。在含量相同的情況下，S的有害作用4倍于P。因此焊縫中要嚴格控制S、P的含量，尤其是S的含量，限制它們的危害作用。本發(fā)明中S、P控制在S＜0.005％，P＜0.010％。
本發(fā)明的焊絲采用80％Ar+20％CO2富氬混合氣體焊接，焊接飛濺小，電弧穩(wěn)定性和全位置操作性良好，焊縫成型美觀，焊絲的焊接工藝性能優(yōu)良。
本發(fā)明的焊絲采用80％Ar+20％CO2富氬混合氣體焊接，熔敷金屬的屈服強度Rel≥470MPa，抗拉強度Rm≥550MPa，延伸率A≥20％，-40℃沖擊功KV2≥47J。
本發(fā)明可替代進口焊絲，可顯著降低長距離油氣輸送管線建設成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
具體地說，采用脫硫鐵水，控制入爐鐵水硫含量，采用轉(zhuǎn)爐煉鋼，選用S、P含量低的原材料，采用頂?shù)讖秃洗禑捁に?，將冶煉終點的C、S、P控制在較低的水平，經(jīng)脫氧合金化后，采用LF爐等爐外精煉工藝，冶煉出成分符合要求的鋼水，鋼水經(jīng)品種鑄機全保護澆鑄成連鑄坯，連鑄坯經(jīng)高速無扭軋機軋制成Φ5.5mm的盤條。盤條經(jīng)剝殼—酸洗—涂硼砂—拔絲—鍍銅制成Φ1.0mm或Φ1.2mm成品焊絲。
表1實例中氣保護焊絲化學成分
表2實例焊絲熔敷金屬力學性能
以上所述的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在于使本領域內(nèi)的技術人員能夠理解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本發(fā)明的專利范圍，即凡本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。