A387 Gr11 CL2鋼焊接材料及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種A387 Grll CL2鋼焊接材料及其使用方法，屬于焊接材料的技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] A387 Grll CL2鋼屬于I. 25Cr-0. 5Mo低合金鋼，正常條件下可選用現(xiàn)有市場(chǎng)中常 規(guī)焊接材料用于焊接接頭。當(dāng)選用常規(guī)I. 25Cr-0. 5Mo型焊接材料進(jìn)行焊接+正火空冷+回 火處理，形成焊接接頭的室溫力學(xué)性能不能滿足A387 Grll CL2鋼的要求。選用2. 25Cr-l Mo型焊接材料進(jìn)行焊接+正火空冷+回火處理后，形成焊接接頭的室溫力學(xué)性能雖然能滿 足A387 Grll CL2鋼的要求，但成分與母材有較大差別。無證據(jù)表明選用常規(guī)1.25Cr-0. 5Mo 型焊接材、2. 25Cr-l Mo型焊接材料進(jìn)行焊接+熱成形（一次或多次加熱）+正火空冷+回 火處理后，形成焊接接頭的室溫力學(xué)性能能滿足A387 Grll CL2鋼的要求。
[0003] 然而，當(dāng)實(shí)際工程中需要使用A387 Grll CL2鋼卷管制作彎頭、三通、異徑管等熱 成形管件，或者需要使用A387 Grll CL2鋼拼接制作熱成形封頭時(shí)，由于常規(guī)焊接材料需要 在進(jìn)行焊接后先經(jīng)熱成形再進(jìn)行正火空冷+回火處理，從而導(dǎo)致最終形成焊接接頭的力學(xué) 性能并不能滿足A387 Grll CL2鋼的要求。因此，適用于A387 Grll CL2鋼的熱成形管件 制造的專用焊接材料的研制開發(fā)，具有現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的焊接材料在焊接后先經(jīng)熱成形再 進(jìn)行正火+回火處理，將導(dǎo)致最終形成焊接接頭的力學(xué)性能不能滿足A387 Grll CL2鋼的 要求或成分與母材有較大差別，從而提出一種適用于A387 Grll CL2鋼的熱成形管件制造 的專用焊接材料及其使用方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] -種A387 Grll CL2鋼焊接材料，其特征在于，所述焊接材料的熔敷金屬化學(xué)成分 按重量百分比計(jì)包括：
[0007] 碳 0· 11-0. 16%、錳 0· 5-0. 8%、硫 0-0· 010%、磷 0-0· 015%、硅 0· 25-0. 40%、鉻 I. 3-L 5%、鉬 0· 50-0. 70%、鎳 0· 20-0. 30%，以及余量的鐵。
[0008] 所述焊接材料的熔敷金屬化學(xué)成分按重量百分比計(jì)包括：碳0. 14-0. 16%、 錳 0· 60-0. 80 %、硫 0-0· 005 %、磷 0-0· 005 %、硅 0· 30-0. 40 %、鉻 1. 40-1. 50 %、鉬 0· 60-0. 70%、鎳 0· 25-0. 30%，以及余量的鐵。
[0009] 所述焊接材料是焊條、實(shí)心焊絲、藥芯焊絲或焊帶。
[0010] 所述的A387 Grll CL2鋼焊接材料的使用方法，其依次包括：
[0011] (1)對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接，形成焊接接頭；
[0012] (2)對(duì)步驟（1)所述焊接接頭進(jìn)行熱成形處理；
[0013] (3)對(duì)步驟（2)熱成形處理后的焊接接頭進(jìn)行正火或淬火；
[0014] (4)對(duì)步驟（3)正火或淬火處理后的焊接接頭進(jìn)行回火。
[0015] 步驟（3)中，進(jìn)行所述正火或淬火，保溫到時(shí)后還進(jìn)行冷卻處理。
[0016] 所述正火處理的冷卻方式為空冷或風(fēng)冷。
[0017] 所述淬火處理的冷卻方式為霧冷或水冷。
[0018] 所述正火處理的溫度為900-920 °C，所述淬火處理的溫度為880-920 °C。
[0019] 所述回火處理的溫度為690-710°C。
[0020] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] (1)本發(fā)明所述的A387 Grll CL2鋼焊接材料，通過調(diào)整熔敷金屬成分中碳、硅、 錳、鉻、鉬、鎳的配比，限制硫、磷含量，從而將所述焊接材料用于制備A387 Grll CL2鋼的熱 成形管件及適當(dāng)熱處理后，仍具有較好的力學(xué)性能，這是由于研宄證明，較高的碳含量能有 效避免多次熱成形處理過程的脫碳行為，并且較高的碳、錳、鉻、鉬組分含量及合理匹配有 利于保證強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)逆嚱M分含量能改善韌性，從而本發(fā)明所述焊接材料通過調(diào)節(jié)碳、硅、 錳、鉻、鉬、鎳配比，能夠有效提升用于制備A387 Grll CL2鋼的熱成形管件的力學(xué)性能，較 之現(xiàn)有技術(shù)中的I. 25Cr-0. 5Mo焊接材料在焊接后先經(jīng)熱成形再進(jìn)行正火空冷+回火處理， 將導(dǎo)致最終形成焊接接頭的力學(xué)性能不能滿足A387 Grll CL2鋼的要求，本發(fā)明所焊接材 料能夠適用于A387 Grll CL2鋼的熱成形管件的制造，熱成形+熱處理后管件焊接接頭 的抗拉強(qiáng)度為550?690MPa，屈服強(qiáng)度大于460MPa，斷后伸長率大于34%，室溫沖擊大于 47J，形成焊接接頭的室溫力學(xué)性能能滿足A387 Grll CL2鋼的要求。
[0022] (2)本發(fā)明所述的A387 Grll CL2鋼焊接材料的使用方法，在對(duì)所述焊接材料進(jìn) 行焊接，還依次進(jìn)行熱成形、正火或淬火、回火的焊后處理步驟，這是由于厚壁低合金鋼板 制管件無法或很難通過冷成形制造，而只能采用熱成形后需經(jīng)正火或淬火+回火處理。此 夕卜，厚壁封頭接口直徑較大，原材料需要拼接后成形；大口徑的厚壁鋼板制彎頭、三通、異徑 管需卷管后熱成形，因此均需在熱成形前進(jìn)行焊接。成形后需進(jìn)行恢復(fù)性能熱處理，常規(guī)處 理工藝是正火空冷+回火，厚壁管件正火空冷時(shí)容易出現(xiàn)內(nèi)部冷卻速度不足的問題，可采 用風(fēng)冷或霧冷處理，也可直接淬火處理。
[0023] (3)本發(fā)明所述的A387 Grll CL2鋼焊接材料，工件焊接接頭在熱成形后進(jìn)行所述 正火處理，冷卻方式為空冷或風(fēng)冷，這樣設(shè)置的原因在于：焊縫厚度較薄或工件較小時(shí)直接 空冷即可；必要時(shí)適當(dāng)提高冷卻速度，可防止晶粒長大，獲得細(xì)小、均勻的組織，減少外表面 和內(nèi)部的性能差別。
[0024] (4)本發(fā)明所述的A387 Grll CL2鋼焊接材料，工件焊接接頭在熱成形后進(jìn)行所述 淬火處理，冷卻方式為霧冷或水冷，這樣設(shè)置的原因在于：焊縫厚度較厚或工件較大時(shí)直接 水冷即可；因成分調(diào)整時(shí)以考慮提高其淬透性，霧冷也可淬透。
【具體實(shí)施方式】 [0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例提供一種A387 Grll CL2鋼專用焊條，其熔敷金屬化學(xué)成分按重量百分 比計(jì)包括：
[0027] 碳 0· 14%、錳 0.6%、硫 0.005%、磷 0.005%、硅 0.30%、鉻 L 4%、鉬 0.60%、鎳 0.25%，以及余量的鐵。
[0028] 進(jìn)一步，將所述A387 Grll CL2焊條焊接后形成焊接接頭，對(duì)所述焊接接頭的處理 過程依次為：熱成形、正火900-920°C并空冷、回火690-7KTC并空冷，其中，所述熱成形為 加熱溫度高于再結(jié)晶溫度的模壓。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 本實(shí)施例提供一種A387 Grll CL2鋼專用氣保實(shí)心焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分按 重量百分比計(jì)包括：
[0031] 碳 0· 16%、錳 0.8%、硫 0.010%、磷 0.