CN105171207A - 一种X80钢级壁厚22mm钢管的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法，涉及钢材焊接技术领域,包括以下工艺参数及步骤：（1）焊接坡口加工；（2）内焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管内侧坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流；（3）外焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。通过优选焊接材料，在内焊及外焊的焊接过程中采用合理焊接参数进行焊接，来达到降低线能量输入值，确保焊缝具有稍高于母材的强度，使热区力学性能得到明显改善，避免热区软化导致的导向弯曲试样热区表面开裂、局部缩颈的现象发生。

Description

一种X80钢级壁厚22mm钢管的焊接方法
技术领域
本发明涉及钢材焊接技术领域,尤其涉及一种X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法。
背景技术
近年来随着我国油气输送管道行业的蓬勃发展，X80钢级Φ1219×22mm钢管广泛应用于西东输一线、二线、三线工程中，同时，在西气东输四线的钢管规格设计中X80钢级Φ1219×22mm钢管也占了相当大的比重。采用常规焊接工艺在施焊过程中会造成该规格钢管产生热区软化现象，理化实验表现为导向弯曲试样热区表面开裂、局部径缩等现象。在进行力学性能试验时，40%的导向弯曲反向弯曲试样（弯芯直径132mm）在弯曲角度至150°时，热区软化明显并出现“缩颈”现象，最终开裂，这就难以满足钢管的技术标准要求，造成管道整体安全性降低。采用原焊接工艺生产的管道在使用过程中容易产生跑冒滴漏现象，同时还存在很大的安全隐患，给国家造成很大的经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法，可降低焊接线能量输入值，避免热区产生软化现象，避免导向弯曲试样热区表面开裂、局部缩颈的现象，提高了热区力学性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法，包括以下工艺参数及步骤：
（1）焊接坡口加工：采用X80控轧钢板，通过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削，形成V型坡口，V型坡口的工艺参数如下：钝边高度H为6.5～7.5mm，下坡口深度h为7.5～8.5mm，上坡口角度及下坡口角度均为α，α为68°～72°；
（2）内焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管内侧坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流，具体焊接参数如下：第一至四丝直径均为为4mm；第一至四丝电流分别为1020～1080A、770～830A、620～680A、520～580A，电压分别为32～34V、35～37V、37～39V、39～41V；焊丝伸长均为24～28mm；焊丝倾角分别为-10～-12°、-4～0°、+11～+15°、+21～+25°；焊丝间距分别为；15～17mm、16～20mm、16～20mm；焊速1.68～1.72m/min；线能量输入值为35.9～42kJ/cm；
（3）外焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流，具体焊接参数如下：第一至四丝直径均为为4mm；第一至四丝电流分别为1020～1080A、770～830A、570～630A、520～580A，电压分别为33～35V、35～37V、37～39V、39～41V；焊丝伸长均为26～30mm；焊丝倾角分别为-10～-14°、-2～+2°、+13～+17°、+23～+27°；焊丝间距均为；16～20mm；焊速1.73～1.77m/min；线能量输入值为34.6～40.5kJ/cm。
上述步骤（1）中V型坡口的优选工艺参数如下：钝边高度H为7mm，下坡口深度h为8mm，上坡口及下坡口角度α均为70°。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过优选焊接材料，在内焊及外焊的焊接过程中均采用四丝埋弧自动焊、且四丝均选用φ4mm的H08MnMoTiB焊丝进行焊接，来达到降低线能量输入值，确保焊缝具有稍高于母材的强度，使热区力学性能得到明显改善，避免热区软化导致的导向弯曲试样热区表面开裂、局部缩颈的现象发生。通过严格的技术控制，在保证焊缝性能的基础上，热区的力学性能得到明显改善，各项试验符合钢管技术标准要求。
附图说明
图1是本发明焊接坡口的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
近年来各钢厂追求低成本战略，在钢板成分设计上，对于Mo、Cr、Nb等有利于提高热影响区性能的合金元素逐年减少添加甚至不添加，这种低微合金化设计的钢板利用原有焊接工艺在施焊过程中产生热区软化现象，理化实验表现为导向弯曲试样热区表面开裂、局部径缩等现象，难以满足钢管技术标准要求，焊后热区冲击性能较低，数据分布离散程度大，造成管道整体安全性降低。针对现有成分体系钢板，为提高钢管焊接工艺适应性，必须通过在原成熟焊接工艺基础上大幅度降低焊接线能量（降低10-20%）改善钢板力学性能的具体工艺措施。此外，从能耗角度来说，降低焊接线能量能够有效降低能耗，也是降本增效的强有力措施。
以下采用宽度为3730mm、厚度为22mm的X80钢级控轧钢板进行直径为φ1219直缝埋弧焊弯管的制造，该批钢板的化学成分(%)如下表：
利用原焊接工艺参数生产的钢管，在进行力学性能试验时，40%的导向弯曲反向弯曲试样（弯芯直径132mm）在弯曲角度至150°时，热区软化明显并出现“缩颈”现象，最终开裂。
采用本发明中焊接工艺参数调整后的焊接工艺过程如下：
实施例1：
（1）焊接坡口加工：通过铣边机对X80控轧钢板两边缘进行双面铣削，形成的V型坡口工艺参数如下，钝边高度H为6.5mm，下坡口深度h为7.5mm，上坡口角度及下坡口角度均为α为68°；
（2）内焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管内侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1050A、电压33V，第二丝电流800A、电压36V，第三丝电流650A、电压38V，第四丝电流550A、电压40V，焊丝伸长均为26mm；焊丝倾角分别为-11°、-2°、+13°、+23°；焊丝间距分别为；16mm、18mm、18mm；焊接速度为1.7m/min，线能量输入值为38.9kJ/cm。
（3）外焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1050A、电压34V，第二丝电流800A、电压36V，第三丝电流600A、电压38V，第四丝电流550A、电压40V，焊丝伸长均为28mm；焊丝倾角分别为-12°、0°、+14°、+25°；焊丝间距均为；18mm；焊接速度为1.75m/min，线能量输入值为37.5kJ/cm。
实施例2：
（1）焊接坡口加工：通过铣边机对X80控轧钢板两边缘进行双面铣削，形成的V型坡口工艺参数如下，钝边高度H为7.0mm，下坡口深度h为8.5mm，上坡口角度及下坡口角度均为α为70°；
（2）内焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管内侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1020A、电压34V，第二丝电流770A、电压37V，第三丝电流620A、电压39V，第四丝电流520A、电压41V，焊丝伸长均为24mm；焊丝倾角分别为-12°、-4°、+15°、+25°；焊丝间距分别为；15、16mm、16mm；焊接速度为1.68m/min，线能量输入值为38.8kJ/cm；
（3）外焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1020A、电压35V，第二丝电流770A、电压37V，第三丝电流570A、电压39V，第四丝电流520A、电压41V，焊丝伸长均为26mm；焊丝倾角分别为-14°、-2°、+17°、+27°；焊丝间距均为；16mm；焊接速度为1.73m/min，线能量输入值为37.3kJ/cm。
实施例3：
（1）焊接坡口加工：通过铣边机对X80控轧钢板两边缘进行双面铣削，形成的V型坡口工艺参数如下，钝边高度H为7.5mm，下坡口深度h为7.0mm，上坡口角度及下坡口角度均为α为72°；
（2）内焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管内侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1080A、电压32V，第二丝电流830A、电压35V，第三丝电流680A、电压37V，第四丝电流580A、电压39V，焊丝伸长均为28mm；焊丝倾角分别为-10°、0°、+11°、+21°；焊丝间距分别为；17mm、20mm、20mm；焊接速度为1.72m/min，线能量输入值为38.9kJ/cm。
（3）外焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一至四丝直径均为为4mm，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流1080A、电压33V，第二丝电流830A、电压35V，第三丝电流630A、电压37V，第四丝电流580A、电压41V，焊丝伸长均为30mm；焊丝倾角分别为-10°、+2°、+13°、+23°；焊丝间距均为：20mm；焊接速度为1.77m/min，线能量输入值为37.9kJ/cm。
上述实施例中的线能量计算公式如下：线能量（kJ/cm）={（1丝电流×电压）+（2丝电流×电压）+（3丝电流×电压）+（4丝电流×电压）}×60÷焊速÷100000。
根据以上线能量计算公式可知，当第一丝至第四丝的焊接电流和焊接电压均取最大值、焊接速度取最小值时，可以得到线能量的最大值，反之得到线能量的最小值。
利用本发明的焊接工艺参数生产的钢管，通过严格的技术控制，在保证焊缝性能的基础上，热区的力学性能得到明显改善，各项试验符合钢管技术标准要求。在进行力学性能试验时，所有导向弯曲反向弯曲试样（弯芯直径132mm）在弯曲角度至180°时，没有开裂、没有出现“缩颈”现象，试验全部合格。
综上所述，本发明具有以下优点：
（1）按照强度过匹配原则，通过优选焊接材料，确保焊缝具有稍高于母材的强度；
（2）通过不同方案的焊接试验，最终确定焊接参数时，充分考虑四丝焊中各丝的作用，合理调整各丝电流、电压及焊接速度，以达到降低线能量的目的。这样，既能使焊缝获得合适熔透深度和良好的形貌，保证其良好的焊缝性能。同时，焊接线能量在原有基础上降低10-20%；热区力学性能得到显著改善，钢管热影响区强度比原有工艺提高20MPa左右避免热区软化导致的导向弯曲试样热区表面开裂、局部缩颈的现象；
（3）该焊接方法的使用，确保焊接岗位吨耗电量降低5%以上，焊接一通率由原先的92%提高到93%以上。按生产效率提高9.6%；焊接用电年损耗降低5%；年产量6万吨计算，预计创效300万元以上。

Claims (2)

1.一种X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法，其特征在于，包括以下工艺参数及步骤：
(1)焊接坡口加工：采用X80控轧钢板，通过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削，形成V型坡口，V型坡口的工艺参数如下：钝边高度H为6.5～7.5mm，下坡口深度h为7.5～8.5mm，上坡口角度及下坡口角度均为α，α为68°～72°；
(2)内焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管内侧坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流，具体焊接参数如下：第一至四丝直径均为为4mm；第一至四丝电流分别为1020～1080A、770～830A、620～680A、520～580A，电压分别为32～34V、35～37V、37～39V、39～41V；焊丝伸长均为24～28mm；焊丝倾角分别为-10～-12°、-4～0°、+11～+15°、+21～+25°；焊丝间距分别为；15～17mm、16～20mm、16～20mm；焊速1.68～1.72m/min；线能量输入值为35.9～42kJ/cm；
（3）外焊：采用四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，四丝同为H08MnMoTiB焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流，具体焊接参数如下：第一至四丝直径均为为4mm；第一至四丝电流分别为1020～1080A、770～830A、570～630A、520～580A，电压分别为33～35V、35～37V、37～39V、39～41V；焊丝伸长均为26～30mm；焊丝倾角分别为-10～-14°、-2～+2°、+13～+17°、+23～+27°；焊丝间距均为；16～20mm；焊速1.73～1.77m/min；线能量输入值为34.6～40.5kJ/cm。
2.根据权利要求１所述的X80钢级壁厚22MM钢管的焊接方法，其特征在于：步骤（1）中V型坡口的优选工艺参数如下：钝边高度H为7mm，下坡口深度h为8mm，上坡口及下坡口角度α均为70°。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105728911A (zh) * 2016-04-28 2016-07-06 中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂 管线钢制管焊接工艺
CN106540987A (zh) * 2016-11-24 2017-03-29 宝鸡石油钢管有限责任公司 一种x80级管线钢大口径厚壁螺旋埋弧焊管制造方法
CN107813036A (zh) * 2016-09-13 2018-03-20 张盘 一种中厚板双丝双面单道埋弧焊接方法
CN106270965B (zh) * 2016-04-15 2018-09-25 中国石油大学(华东) 一种x80级管线钢环形焊缝的焊接工艺
CN113118600A (zh) * 2021-04-27 2021-07-16 中国石油天然气集团有限公司 低温、酸性环境服役钢管的焊接方法及钢管

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106270965B (zh) * 2016-04-15 2018-09-25 中国石油大学(华东) 一种x80级管线钢环形焊缝的焊接工艺
CN105728911A (zh) * 2016-04-28 2016-07-06 中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂 管线钢制管焊接工艺
CN107813036A (zh) * 2016-09-13 2018-03-20 张盘 一种中厚板双丝双面单道埋弧焊接方法
CN106540987A (zh) * 2016-11-24 2017-03-29 宝鸡石油钢管有限责任公司 一种x80级管线钢大口径厚壁螺旋埋弧焊管制造方法
CN113118600A (zh) * 2021-04-27 2021-07-16 中国石油天然气集团有限公司 低温、酸性环境服役钢管的焊接方法及钢管

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