本发明属于焊接材料，特别是涉及一种用于X80管线钢环焊缝焊接的气体保护焊实心焊丝，适用于X80级管线钢管环焊缝全位置焊接。
背景技术：
管道输油(气)显示出的安全、可靠、经济和不间断的特点是其他方式无法比拟的。随着长距离、大管径、高压输送方式和极地、海洋、油气输送管线的建设和使用，对管线钢尤其管线管的要求也越来越严格。为了确保输送管线建设的经济性、运行的安全性和可靠性，不仅要求管线钢本身具有优良的韧性，而且也要求焊接材料具有优良的韧性。由于焊接过程本身固有的特点，往往使得管线管焊接接头的韧性比管线钢的韧性更难控制，这成为输送管线的薄弱环节，最大限度地控制和提高接头的低温韧性是管道工作者需要迫切解决的问题之一。油气管道工程是一项大规模的现场焊接安装工程。在管道建设中，焊接施工作业点随着管道延伸不断迁移，自然环境复杂多变，一条长输管道在建设过程中会遇到多种人文环境、地质形貌和气候条件。为适应不同的焊接环境，管道施工的焊接工艺选择是多种多样的。世界发达国家管道环焊缝主要采用气保护实心焊丝自动焊进行焊接，我国自动焊程度低，管道环焊缝主要采用自保护药芯焊丝半自动焊进行焊接。随着输送管道强度、直径和壁厚的不断提高，焊接施工劳动强度增强，现场环焊缝焊接材料、焊接工艺可选择的范围越来越窄，焊接施工难度越来越大，难以保证焊缝具有与母材相同或接近的性能，现场环焊技术已成为制约高强度、厚壁管线钢应用的主要瓶颈自保护药芯焊丝半自动焊由于设备一次性投资小，操作灵活，对环境和工况适应性强，在我国管道铺设中占居了主导位置，但其对焊工操作技能要求较高，焊缝金属综合性能随着钢管强度等级的提高有所下降，在高钢级管道中应用的局限性越来越大。气保护实心焊丝自动焊虽然设备一次性投资大但焊接效率高，不受人为因素影响有利于焊接质量的控制与管理，焊缝金属综合性能高，在高强钢级管道中的应用前景好。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于X80管线钢环焊缝焊接的气体保护焊实心焊丝，具有高强度和优良的低温冲击韧性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于X80管线钢环焊缝焊接的气体保护焊实心焊丝，化学成分按质量百分比为：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％；余量为Fe。
本发明的有益效果是：焊缝金属具有高强度和优良的低温冲击韧性，全位置焊的艺性能良好，不同位置的焊缝表面光滑、均匀，焊道形貌美观。适用于X80级管线钢的焊接。
具体实施方式
本发明的用于X80管线钢环焊缝焊接的气体保护焊实心焊丝，化学成分按质量百分比为：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％；余量为Fe。
C是确保焊缝金属强度的主要元素，但过高的C元素会引起飞溅，影响焊丝的工艺性能，同时还会促进高碳马氏体的形成，影响焊缝金属的冲击韧性。控制碳元素在合适的范围可确保焊丝的焊接工艺性能和焊缝强韧性，因此本发明焊丝中的C含量控制在0.05～0.10％范围内。
Si是脱氧元素，也起到固溶强化的作用。Si能增加焊缝金属的强度，但使焊缝金属的韧性下降。焊丝中Si含量偏低，脱氧不充分，影响焊缝的低温冲击韧性；Si含量过高，促使焊缝金属硬化，降低焊缝金属的低温韧性，同时焊接飞溅增加，焊丝工艺性能下降。焊丝中含有适量的Si，既可减少焊缝中非金属夹杂物，又可改善焊缝金属的冲击韧性，本发明焊丝中Si含量控制在0.70～1.00％之间。
Mn是焊缝金属的强化元素又是脱氧元素，焊丝中须有足够的Mn含量才能达到脱氧效果。Mn是奥氏体稳定化元素，焊丝中加Mn不仅能提高焊缝金属针状铁素体的体积分数，减少先共析铁素体数量，同时还易得到低碳贝氏体组织，锰含量的增加既可提钢材高韧性，又可提高钢材强度。因此本发明焊丝中Mn含量控制在1.45～1.75％之间。
Cr是扩大γ相区的元素，降低γ→α相变临界温度，使奥氏体转变在较低的温度下进行。焊缝金属的硬度随Cr含量的增加而渐增，在低Mn含量时基本上呈线性增加，但在高Mn含量时则呈非线性。Cr对焊缝强度的影响与Mn相似，随着Cr含量的增加，焊缝金属强度增大，只是Cr的作用较Mn弱，Cr含量超过0.6％时，随Cr含量的增加，生成带第二相的侧板条铁素体，而使焊缝的韧性恶化。因此本发明焊丝中Cr含量控制在0.40～0.60％之间。
Ni是奥氏体稳定化元素，Ni无限固溶于γ-Fe，在焊缝金属中也起固溶强化作用，能增加针状铁素体析出细化组织。Ni的作用与Mn相似，只是较Mn的作用弱，是弱强化合金元素。在焊缝金属的整个冷却速度范围内，Ni都可以使相变温度降低，并使侧板条铁素体开始转变温度降低程度明显大于针状铁素体开始转变温度的降低。在焊缝金属中含有Mn时，Ni的这种效果更有利于针状铁素体的形成。因此本发明焊丝中Ni含量控制在0.90～1.10％之间。
Ti作为微合金元素加入，加入微量的Ti与N形成TiN颗粒，有效阻止焊缝金的属晶粒长大，细化晶粒，Ti还能减少先共析铁素体形成，增加针状铁素体含量。
S、P是有害元素，严重恶化焊缝的性能，主要表现在降低上平台韧性和提高韧脆转变温度，导致氢致开裂。在含量相同的情况下，S的有害作用4倍于P。因此焊缝中要严格控制S、P的含量，尤其是S的含量，限制它们的危害作用。本发明中S、P控制在S＜0.005％，P＜0.010％。
本发明的焊丝采用80％Ar+20％CO2富氩混合气体焊接，焊接飞溅小，电弧稳定性和全位置操作性良好，焊缝成型美观，焊丝的焊接工艺性能优良。
本发明的焊丝采用80％Ar+20％CO2富氩混合气体焊接，熔敷金属的屈服强度Rel≥470MPa，抗拉强度Rm≥550MPa，延伸率A≥20％，-40℃冲击功KV2≥47J。
本发明可替代进口焊丝，可显著降低长距离油气输送管线建设成本，具有显著的经济效益和社会效益。
具体地说，采用脱硫铁水，控制入炉铁水硫含量，采用转炉炼钢，选用S、P含量低的原材料，采用顶底复合吹炼工艺，将冶炼终点的C、S、P控制在较低的水平，经脱氧合金化后，采用LF炉等炉外精炼工艺，冶炼出成分符合要求的钢水，钢水经品种铸机全保护浇铸成连铸坯，连铸坯经高速无扭轧机轧制成Φ5.5mm的盘条。盘条经剥壳—酸洗—涂硼砂—拔丝—镀铜制成Φ1.0mm或Φ1.2mm成品焊丝。
表1实例中气保护焊丝化学成分
表2实例焊丝熔敷金属力学性能
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。