海洋工程用80kg級別焊材開發

昆山中冶寶鋼焊接材料有限公司（江蘇 215333）賈 軍

一、概述

21世紀是海洋的世紀，而海洋工程裝備是人類開發、利用和保護海洋活動的前提和基礎，是海洋產業價值鏈的核心環節。面對這一快速成長的新興市場，各國都在積極研發制造相關裝備，以期在海洋資源利用中占得先機。在我國，未來五到十年將是海洋工程裝備制造業發展的關鍵時期，因此作為焊材制造企業，抓住這一戰略機遇，研發相配套的焊接材料，以滿足海洋工程裝備所需高端焊材特殊性能要求是當務之急。

基于上述情況，公司較早開始高度關注，并對這一市場進行了分析。經分析發現，我國的海洋平臺生產廠家眾多，分布上具有很大地域性；這些廠家的產品涉及到造船、鋼管、起重牽引機械、車輛等，產品的涉及面很廣。通過對相關資料的研究，海洋平臺作為一個大的系統工程，對焊材的需求涉及到很多方面。主要有：①碳鋼：一般是屈服強度<380MPa。②高強鋼：屈服強度420～690MPa。③管道用鋼：海洋平臺用的管道用鋼的鋼級一般比較高，主要是從X52到X70級別。④不銹鋼：海洋平臺用不銹鋼主要有馬氏體型、奧氏體型、高Mo型、雙相型。⑤鎳基合金：含鎳量較大，其中不少含量超過60%。⑥有色合金：有銅基合金和鈦合金等。

從上面的資料來看，本公司現在對碳鋼、高強鋼、管道用鋼方面已有產品做配合。其中在80kg級別高強鋼用焊材方面，目前國內可以提供這一產品的廠家極少，海洋平臺裝備制造廠商往往只能高價購買國外品牌的焊材。而現在國內相關的海洋平臺制造廠家越來越多的使用該級別的鋼材，對該類型的焊材需求呈增長趨勢，因此研發該級別的高強鋼焊材，可以有效的滿足市場需求。通過努力，我公司已順利完成了該焊材的研制工作，并已成功向市場上推廣該系列產品，其中埋弧焊材型號為BHM—4M焊絲和XUN123焊劑，氣體保護焊絲型號為BHG—4M，現將相關產品的一些性能與同行做一個交流。

二、焊材滿足的性能及用途

該產品開發之初主要針對海洋平臺的重齒設備和浮吊懸臂中80kg級別鋼板焊接力學性能要求，以及相關部位所需鋼板成分、性能和焊材力學性能的船級社驗收標準，如表1～表3所示。

表1 鋼板的化學成分（質量分數） （%）

表2 鋼板的力學性能典型值

由表3要求可以看出，焊材的力學性能，尤其是低溫沖擊性能要求很高。一般焊材很難滿足要求，必須開發新型焊材以滿足其要求。

表3 焊材力學性能船級社船檢標準

三、新型焊材的成分體系及性能測試

1.新型焊材的成分體系

針對上述要求的具有很高品質的焊材，公司與國內知名研究所通力合作開發出了以Mn、Ni、Mo等為主要合金，輔以Cr、V等微合金的低合金高強鋼焊絲，典型成分如表4所示。同時，為了配套埋弧焊絲的使用，研發出相應合金體系的焊劑XUN123。

2.性能測試

（1）熔敷金屬性能測試 埋弧焊絲焊劑組合BHM—4M/XUN123熔敷金屬性能應符合GB/T12470—2003中的F76A4—HG要求；氣保焊絲BHG—4M熔敷金屬性能應符合GB/T8110—2008中的ER76—G要求；按相應標準中要求的規范（見表5、表6）進行焊接試驗測試，獲得的熔敷金屬力學性能如表7、表8所示。

表5 埋弧焊熔敷金屬性能試驗焊接參數

表6 氣體保護焊、埋弧焊熔敷金屬性能試驗焊接參數

表7 BHM—4M/XUN123焊絲焊劑組合力學性能

表8 BHG—4M焊絲力學性能

（2）工藝性能測試 第一，BHG—4M工藝性能測試。焊接參數如表9所示，焊接接頭形式如圖1所示。焊接順序按照圖1進行，嚴格控制焊接參數，清根采用碳弧氣刨方式進行，焊接后測試的力學性能如表10所示。

表9 BHG—4M焊接參數

圖1 焊接接頭形式

表10 BHG—4M對接焊力學性能測試值

第二，BHM—4M/XUN123工藝性能測試，焊接參數如表11所示。焊接接頭形式如圖2所示。焊接順序按照圖2進行，嚴格控制焊接參數，清根采用碳弧氣刨方式進行，焊接后測試的力學性能如表12所示。

圖2 焊接接頭形式

表11 BHM—4M/XUN123焊接參數

表12 BHM—4M/XUN123對接焊力學性能測試值

四、結語

（1）從上述試驗的實測結果可知，我公司的BHG—4M、BHM—4M/XUN123焊材完全能夠滿足相關工況的焊接性能要求。

（2）上述焊材已經在國內某些知名海洋工程裝備企業中獲得了批量使用，性能良好，替代了進口焊材的使用，降低了客戶的制造成本。

（3）上述焊材已經通過美國、韓國的船級社認證，認證級別為：氣體保護焊絲BHG—4M為4YQ690SA，埋弧焊材BHM—4M/XUN123為4Y690M。