油气输送管道用埋弧焊管对焊丝的要求

为了适应管道工程的实际需要，管线钢经历了几个时期的发展。目前通过微合金化、超纯净冶炼和现代控轧、控冷技术已足以使管线钢适应不同气候、不同地域和不同用途的要求。然而与管线钢母材相比，管线钢的焊缝金属依然是一个值得注意的问题。焊缝金属特有的加热过程和冶金过程，使得它至少在以下几个方面与母材存在明显的差异：

受热温度高，晶粒粗大；难以进行净化处理，杂质含量高；偏析大；铸态组织。

焊管的使用和工艺性能取决于焊缝、热影响区（HAZ）和母材三部分。因此，改善焊缝金属组织，提高焊缝金属的性能是开发管线钢焊材的关键。除此以外，焊管用的埋弧焊丝还必须具有以下的特征[1]：

（1）可以适合高效率的大电流、大热输入焊接（热输入为20~40KJ/cm），电流高达1000~2000A；

（2）可以进行高速焊接（≥90m/h）；

（3）可以适合单面、双面和多层、开坡口和不开坡口焊接；也可以单丝、双丝和多丝焊接；

（4）可以进行不预热、不后热和不进行焊后热处理的焊接；

（5）同一焊丝可以适合焊接不同钢厂生产的，不同API强度级别的板卷；

（6）焊丝的淬硬性低，以确保野外小热输入高速焊条电弧焊接的T形接头处，埋弧

焊缝的硬度较低，以防止出现氢致裂纹开裂和应力腐蚀。

（7）焊丝易于拉拔加工，成品焊丝硬度适中，利于缠绕送丝，价格低廉等。

为了满足上述要求，在设计焊丝成分之前，对国外发达国家油、气输送管所用的母材和焊接材料进行了大量的调查，发现以下非常值得在设计焊丝成分时借鉴的经验：

（1）应用新的强韧性化机制，即晶粒细化机制和微合金化理论来同时达到增加强度和韧性的要求；

（2）采用降C和微合金化以降低CE和Pcm值以改善钢的工厂和野外焊接性；

（3）用新的冶金技术净化母材和焊丝，降低S、P等杂质和H2、O2、N2等气体含量，控制Al量来提高韧性和抗蚀性；

（4）用高温稳定颗粒相TiN和T2O；来控制奥氏体晶粒长大，以防止母材HAZ和多层焊焊缝HAZ的局部脆化。