一種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒條鋼配套的焊條的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒條鋼配 套的焊條。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各國(guó)對(duì)石油消費(fèi)的需求正在不斷增加，陸上石油資源 正在不斷銳減，海洋油氣開發(fā)已成為各國(guó)的能源開發(fā)熱點(diǎn)以及國(guó)家的重要能源戰(zhàn)略。進(jìn)行 油氣開發(fā)的自升式鉆井平臺(tái)，其粧腿支撐著上部平臺(tái)的質(zhì)量，是平臺(tái)的主要承載結(jié)構(gòu);而齒 條又是粧腿的核心部件，粧腿所承受的各種載荷最終都會(huì)直接或間接的作用在齒條上，因 此要求齒條必須具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)為保證平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全，避免發(fā)生脆性斷裂，還要求 具有優(yōu)異的低溫韌性和焊接性能。
[0003] 當(dāng)前，國(guó)際上海洋平臺(tái)用齒條鋼普遍要求其屈服強(qiáng)度2 690MPa，抗拉強(qiáng)度在770~ 930MPa之間，延伸率2 14%，-60°C下的沖擊吸收功2 69J。為了保證焊接質(zhì)量的可靠性，對(duì) 其配套的焊接材料也有著嚴(yán)格的限定。因此，在設(shè)計(jì)焊條性能的時(shí)候，采取等強(qiáng)匹配的原 貝丨J，要求焊條熔敷金屬的屈服強(qiáng)度2 690MPa，抗拉強(qiáng)度在770~930MPa之間，-60°C下的沖擊 吸收功2 69J;為了確保焊縫金屬的韌性需求，要求焊縫金屬的延伸率2 17%。
[0004] 實(shí)際焊接中，由于齒條鋼的厚度較厚，因此，需要焊條能夠滿足在全位置焊接下的 性能要求，尤其是立向上焊接的性能，這也是本發(fā)明所要解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒 條鋼配套的焊條，該焊條的熔敷金屬力學(xué)性能和全位置焊接性能均滿足海洋平臺(tái)690MPa級(jí) 齒條鋼的焊接要求。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒條鋼配套的焊條，包 括焊條鋼芯混合藥皮，所述藥皮中含有鎳鎂合金，所述焊條形成的熔敷金屬包括如下按重 量百分比計(jì)的化學(xué)成分：
[0007] C<0.14%，Mn<2.00%，Si <0.75%，S< 0.015%，P< 0.025%，Ni: 1.5~4.0%， Mo《0.80%，Cr<0.60%。
[0008] 進(jìn)一步地，上述焊條鋼芯采用H08T鋼芯，其化學(xué)成分百分比為：
[0009] C<0.10%，Mn:0.30~0.60%，Si<0.15%，Cr<0.25%，Ni<0.25%，Mo< 0· 10%，S< 0.003%，P< 0.006%。
[0010] 進(jìn)一步地，上述藥皮中鎳鎂合金的化學(xué)成分百分比為：Ni:70~85%，Mg:15~ 30% 〇
[0011] 進(jìn)一步地，上述藥皮由如下重量份數(shù)的組分組成:大理石:40~45份，螢石：15~20 份，硅微粉:6~10份，電解錳:4~6份，45#霧化硅鐵:4~7份，鎳粉:5~8份，鎳鎂合金:5~8 份，鉬粉:2份，純堿:1份，稀土硅鐵:2份，硅鋯鐵合金:0.8份，余量為鐵粉。
[0012]作為優(yōu)選的，所述藥皮由如下重量份數(shù)的組分組成：大理石:42份，螢石：20份，硅 微粉:6份，電解錳:6份，45#霧化硅鐵:5份，鎳粉:8份，鎳鎂合金:5份，鉬粉:2份，純堿：1份， 稀土硅鐵:2份，硅鋯鐵合金:0.8份，鐵粉:2.2份。
[0013] 進(jìn)一步地，上述焊條為采用Ca0-CaF2-SiO2型堿性渣系的超低氫焊條。
[0014] 本發(fā)明中，焊條的藥皮中各化學(xué)成分的設(shè)計(jì)原則如下：
[0015]大理石:主要作用是造渣和造氣，分解產(chǎn)物是CaO,可以提高渣的堿度，對(duì)焊縫金屬 低溫沖擊韌性有益。含量太少，造渣和造氣功能不足，對(duì)電弧保護(hù)不周，使空氣中得N進(jìn)入焊 縫，降低焊縫金屬低溫沖擊韌性;含量太多，增加藥皮的熔點(diǎn)，減少焊條的熔化速度，同時(shí)焊 縫成形變粗糙，所以本發(fā)明中大理石的含量在40~45份之間。
[0016] 螢石:主要作用是造渣、改善渣的流動(dòng)性及去氫。含量太少，去氫效果不明顯，渣流 動(dòng)性變差;含量太多，焊條藥皮熔點(diǎn)太低，在焊接時(shí)容易出現(xiàn)斷弧現(xiàn)象，所以本發(fā)明中螢石 含量在15~20份之間。
[0017] 硅微粉:主要作用造渣和改善熔渣流動(dòng)性。含量太少，熔渣流動(dòng)性變差，焊縫成形 粗糙;含量太多，降低焊縫金屬低溫沖擊韌性，本發(fā)明中娃微粉的含量在6~10份之間。
[0018] 電解錳:主要作用是脫氧和合金化。含量太少，脫氧和合金化作用不明顯；含量太 多，焊接過程中易出現(xiàn)飛濺，焊縫金屬脆、硬，本發(fā)明電解錳含量在4~6之間。
[0019] 45#霧化硅鐵：主要作用是脫氧和合金化。含量太少，焊縫金屬脫氧不足；含量太 多，焊縫金屬?gòu)?qiáng)度太高，同時(shí)降低焊縫金屬低溫沖擊韌性，本發(fā)明45#霧化硅鐵含量在3~5 份之間。
[0020] 鎳粉:主要作用是合金化，能鎳粉提高焊縫金屬的低溫韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 含量太少，上述性能表現(xiàn)不明顯；含量太多，增大熱裂敏感性，同時(shí)鎳粉比較貴重，不宜多 加，本發(fā)明鎳粉的含量在5~8份之間。
[0021] 鎳鎂合金:主要作用兼具鎳粉的合金化及鎂粉的脫氧作用。含量太少，上述合金化 和脫氧化性能表現(xiàn)不明顯;含量太多，增大熱裂敏感性，同時(shí)降低焊縫金屬低溫沖擊韌性。 本發(fā)明鎳鎂合金在5~8份之間。
[0022] 鉬粉:主要作用是合金化。含量太少，合金化作用不明顯，焊縫金屬?gòu)?qiáng)度不足;含量 太多，焊縫金屬太高，同時(shí)鉬粉比較貴重，不宜多加，本發(fā)明鉬粉含量確定為2。
[0023]純堿:主要作用是改善焊條的壓涂性能。含量太少，不能改善壓涂性能;含量太多， 焊條容易出現(xiàn)返潮現(xiàn)象，本發(fā)明純堿的含量確定為1。
[0024]稀土硅鐵:主要作用是合金化，向焊縫金屬中過渡稀土元素。含量太少，稀土元素 的作用發(fā)揮不出來;含量太多，向焊縫金屬中過渡太多的硅，使焊縫金屬?gòu)?qiáng)度升高，低溫韌 性下降，本發(fā)明稀土硅鐵含量確定為2。
[0025] 硅鋯鐵合金:主要作用是微合金化，向焊縫金屬中過渡少量鋯合金。含量太少，鋯 元素的作用發(fā)揮不出來;含量太多，使焊縫金屬?gòu)?qiáng)度升高，低溫韌性下降，本發(fā)明將硅鋯鐵 合金的含量確定為0.8.
[0026] 鐵粉:主要作用是改善電弧狀態(tài)，調(diào)節(jié)鐵水熔點(diǎn)和粘度，余量加入。
[0027]本發(fā)明的有益效果：
[0028] (1)本發(fā)明提供的這種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒條鋼配套的焊條的焊縫金屬的 屈服強(qiáng)度2 690MPa，抗拉強(qiáng)度在770~930MPa之間，焊縫金屬的延伸率2 17 %，且該焊條的 全位置焊接性能優(yōu)良，能夠保證全位置焊接時(shí)_60°C下的沖擊吸收功2 69J。
[0029] (2)本發(fā)明提供的這種適用于海洋平臺(tái)690MPa級(jí)齒條鋼配套的焊條的焊