A387 Gr11 CL2钢焊接材料及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种A387 Grll CL2钢焊接材料及其使用方法，属于焊接材料的技术 领域。
【背景技术】
[0002] A387 Grll CL2钢属于I. 25Cr-0. 5Mo低合金钢，正常条件下可选用现有市场中常 规焊接材料用于焊接接头。当选用常规I. 25Cr-0. 5Mo型焊接材料进行焊接+正火空冷+回 火处理，形成焊接接头的室温力学性能不能满足A387 Grll CL2钢的要求。选用2. 25Cr-l Mo型焊接材料进行焊接+正火空冷+回火处理后，形成焊接接头的室温力学性能虽然能满 足A387 Grll CL2钢的要求，但成分与母材有较大差别。无证据表明选用常规1.25Cr-0. 5Mo 型焊接材、2. 25Cr-l Mo型焊接材料进行焊接+热成形（一次或多次加热）+正火空冷+回 火处理后，形成焊接接头的室温力学性能能满足A387 Grll CL2钢的要求。
[0003] 然而，当实际工程中需要使用A387 Grll CL2钢卷管制作弯头、三通、异径管等热 成形管件，或者需要使用A387 Grll CL2钢拼接制作热成形封头时，由于常规焊接材料需要 在进行焊接后先经热成形再进行正火空冷+回火处理，从而导致最终形成焊接接头的力学 性能并不能满足A387 Grll CL2钢的要求。因此，适用于A387 Grll CL2钢的热成形管件 制造的专用焊接材料的研制开发，具有现实意义。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的焊接材料在焊接后先经热成形再 进行正火+回火处理，将导致最终形成焊接接头的力学性能不能满足A387 Grll CL2钢的 要求或成分与母材有较大差别，从而提出一种适用于A387 Grll CL2钢的热成形管件制造 的专用焊接材料及其使用方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
[0006] -种A387 Grll CL2钢焊接材料，其特征在于，所述焊接材料的熔敷金属化学成分 按重量百分比计包括：
[0007] 碳 0· 11-0. 16%、锰 0· 5-0. 8%、硫 0-0· 010%、磷 0-0· 015%、硅 0· 25-0. 40%、铬 I. 3-L 5%、钼 0· 50-0. 70%、镍 0· 20-0. 30%，以及余量的铁。
[0008] 所述焊接材料的熔敷金属化学成分按重量百分比计包括：碳0. 14-0. 16%、 锰 0· 60-0. 80 %、硫 0-0· 005 %、磷 0-0· 005 %、硅 0· 30-0. 40 %、铬 1. 40-1. 50 %、钼 0· 60-0. 70%、镍 0· 25-0. 30%，以及余量的铁。
[0009] 所述焊接材料是焊条、实心焊丝、药芯焊丝或焊带。
[0010] 所述的A387 Grll CL2钢焊接材料的使用方法，其依次包括：
[0011] (1)对所述焊接材料进行焊接，形成焊接接头；
[0012] (2)对步骤（1)所述焊接接头进行热成形处理；
[0013] (3)对步骤（2)热成形处理后的焊接接头进行正火或淬火；
[0014] (4)对步骤（3)正火或淬火处理后的焊接接头进行回火。
[0015] 步骤（3)中，进行所述正火或淬火，保温到时后还进行冷却处理。
[0016] 所述正火处理的冷却方式为空冷或风冷。
[0017] 所述淬火处理的冷却方式为雾冷或水冷。
[0018] 所述正火处理的温度为900-920 °C，所述淬火处理的温度为880-920 °C。
[0019] 所述回火处理的温度为690-710°C。
[0020] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0021] (1)本发明所述的A387 Grll CL2钢焊接材料，通过调整熔敷金属成分中碳、硅、 锰、铬、钼、镍的配比，限制硫、磷含量，从而将所述焊接材料用于制备A387 Grll CL2钢的热 成形管件及适当热处理后，仍具有较好的力学性能，这是由于研宄证明，较高的碳含量能有 效避免多次热成形处理过程的脱碳行为，并且较高的碳、锰、铬、钼组分含量及合理匹配有 利于保证强度，适当的镍组分含量能改善韧性，从而本发明所述焊接材料通过调节碳、硅、 锰、铬、钼、镍配比，能够有效提升用于制备A387 Grll CL2钢的热成形管件的力学性能，较 之现有技术中的I. 25Cr-0. 5Mo焊接材料在焊接后先经热成形再进行正火空冷+回火处理， 将导致最终形成焊接接头的力学性能不能满足A387 Grll CL2钢的要求，本发明所焊接材 料能够适用于A387 Grll CL2钢的热成形管件的制造，热成形+热处理后管件焊接接头 的抗拉强度为550?690MPa，屈服强度大于460MPa，断后伸长率大于34%，室温冲击大于 47J，形成焊接接头的室温力学性能能满足A387 Grll CL2钢的要求。
[0022] (2)本发明所述的A387 Grll CL2钢焊接材料的使用方法，在对所述焊接材料进 行焊接，还依次进行热成形、正火或淬火、回火的焊后处理步骤，这是由于厚壁低合金钢板 制管件无法或很难通过冷成形制造，而只能采用热成形后需经正火或淬火+回火处理。此 夕卜，厚壁封头接口直径较大，原材料需要拼接后成形；大口径的厚壁钢板制弯头、三通、异径 管需卷管后热成形，因此均需在热成形前进行焊接。成形后需进行恢复性能热处理，常规处 理工艺是正火空冷+回火，厚壁管件正火空冷时容易出现内部冷却速度不足的问题，可采 用风冷或雾冷处理，也可直接淬火处理。
[0023] (3)本发明所述的A387 Grll CL2钢焊接材料，工件焊接接头在热成形后进行所述 正火处理，冷却方式为空冷或风冷，这样设置的原因在于：焊缝厚度较薄或工件较小时直接 空冷即可；必要时适当提高冷却速度，可防止晶粒长大，获得细小、均匀的组织，减少外表面 和内部的性能差别。
[0024] (4)本发明所述的A387 Grll CL2钢焊接材料，工件焊接接头在热成形后进行所述 淬火处理，冷却方式为雾冷或水冷，这样设置的原因在于：焊缝厚度较厚或工件较大时直接 水冷即可；因成分调整时以考虑提高其淬透性，雾冷也可淬透。
【具体实施方式】 [0025] 实施例1
[0026] 本实施例提供一种A387 Grll CL2钢专用焊条，其熔敷金属化学成分按重量百分 比计包括：
[0027] 碳 0· 14%、锰 0.6%、硫 0.005%、磷 0.005%、硅 0.30%、铬 L 4%、钼 0.60%、镍 0.25%，以及余量的铁。
[0028] 进一步，将所述A387 Grll CL2焊条焊接后形成焊接接头，对所述焊接接头的处理 过程依次为：热成形、正火900-920°C并空冷、回火690-7KTC并空冷，其中，所述热成形为 加热温度高于再结晶温度的模压。
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例提供一种A387 Grll CL2钢专用气保实心焊丝，其熔敷金属化学成分按 重量百分比计包括：
[0031] 碳 0· 16%、锰 0.8%、硫 0.010%、磷 0.