X80管线钢螺旋埋弧焊管专用焊丝的研制

摘要

为适应高强度管线钢在我国的应用，本文运用焊接冶金学、材料强韧化理论与材料成型焊接理论，采用化学分析技术及力学性能测试技术，开发研制出了适用于X80管线钢螺旋埋弧焊管用的专用焊丝。研究结果表明：对于国产X80管线钢适用的埋弧焊焊丝合金系为Mn-Mo-Ti-B系；研制的H80焊丝与F80焊剂匹配后焊缝熔敷金属屈服强度大于555Mpa，抗拉强度大于625Mpa，伸长率29％，-40℃冲击韧性102J，符合GB/T12470—2003《低合金钢埋弧焊用焊丝焊剂》标准。同时，焊缝扩散氢含量为3.13ml/100g，属于低氢焊材。工业化生产应用试验表明，HS0焊丝与F80焊剂匹配，用于XS0钢板焊接，可以适应较宽的焊接规范，在1.4～1.8m/min焊速条件下，焊缝强度、韧性、硬度等性能稳定，其焊接接头强度与X80钢板相当，焊缝中心冲击功平均值在-20℃试验温度下达到140J以上，焊缝组织比较细小，晶粒大小比较接近母材，约82％为不规则分布的针状铁素体组织，具有良好的力学性能。
　　 采用所研制的专用焊丝，成功试制并批量生产出X80φ1219×18.4mm螺旋埋弧焊管。经检验，各项性能满足《西气东输二线天然气管道工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》(A版)要求。该产品技术先进，质量可靠，具备规模化生产条件，完全满足高强度管线钢焊管的需要。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1管线钢概述

1.2国内外X80油气管道的发展现状

1.3埋弧焊焊材的研究和应用

1.4研究的目的和意义

1.5课题主要研究内容

1.6技术路线

1.7本课题的来源

第二章 X80管线钢性能分析

2.1化学成分分析

2.1.1管线钢化学成分设计特点

2.1.2西气东输二线用X80管线钢实物产品化学成分

2.2常规力学性能测试

2.3金相组织分析

2.4 X80管线钢对焊材力学性能的要求

第三章 焊丝成分和焊缝组织设计分析

3.1油气输送管道用埋弧焊管对焊丝的要求

3.2焊缝金属的组织设计思路

3.2.1焊缝金属的组织及其形成条件

3.2.2 X80管线钢焊缝组织设计

3.3焊缝金属成分设计思路

3.3.1合金元素的作用

3.3.2 X80管线钢焊缝成分设计思路

第四章 焊丝设计及试验研究

4.1焊丝成分设计

4.2焊丝熔敷金属性能试验研究

4.2.1焊丝熔敷金属性能试验

4.2.2分析与讨论

4.3 H22、H23焊丝与不同钢厂X80钢板的平板试验

4.3.1与W钢厂X80级板厚15.3mm平板对接焊缝试验

4.3.2与W钢厂X80级，板厚18.4mm平板对接焊缝试验

4.4本章小结

第五章 X80管线钢用埋弧焊丝中试及工业化生产

5.1 H80焊丝在不同焊速下的平板焊接试验

5.1.1焊速1.8m/min条件下平板对接焊缝性能试验

5.1.2焊速1.6m/min条件下平板对接焊缝性能试验

5.1.3焊速1.4m/min条件下平板对接试验

5.1.4分析与讨论

5.1.5 H80焊丝在不同焊速下的平板焊接试验小结

5.2 H80焊丝在1.65m/min焊速条件下对不同焊接规范的适应性

5.3 H80焊丝对不同钢厂X80卷板的适应性

5.4与国外X80强度级别焊丝焊剂的对比试验

5.5实验室平板对接焊接试验结论

5.6工业化生产X80级管线钢用焊丝熔敷金属试验

5.7本章小结

第六章 X80焊丝的工业化应用

6.1实物钢管主要力学性能测试

6.2焊缝HIC试验

6.3焊管静水压爆破试验

6.4本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文