CN106112222A - 碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺 - Google Patents

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CN106112222A CN201610615894.4A CN201610615894A CN106112222A CN 106112222 A CN106112222 A CN 106112222A CN 201610615894 A CN201610615894 A CN 201610615894A CN 106112222 A CN106112222 A CN 106112222A
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赵继平
李久龙
张文龙
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Abstract

一种碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，包括：步骤一，在两根碳钢海管待焊管端分别加工坡口；步骤二，对两根碳钢海管待焊管端机加工坡口消磁处理；步骤三，对经消磁处理坡口对接装配；步骤四，焊接预热；步骤五，对碳钢海管待焊管端无衬垫封底焊接；步骤六，对碳钢海管待焊管端热焊道焊接；步骤七，对碳钢海管待焊管端填充焊接；步骤八，对碳钢海管待焊管端盖面焊接，完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊；有效带铜衬垫全自动焊封底焊接时铜元素渗入焊缝中进而影响焊缝性能的问题；焊接速度高效、焊接成型良好、过程稳定，成本低。

Description

碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺
技术领域
本发明涉及海底管线铺设焊接工艺，尤其涉及可免除铜衬垫支持的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺。
背景技术
目前海上油、气田开发项目中，由于输送的石油、天然气内含有H2S腐蚀性介质的情况越来越多，对海底管线尤其是环焊缝接头的耐蚀性要求也越来越高。常规的碳钢海底管线铺设全自动焊接施工中，组对装配使用的内对口器都使用铜衬垫，起到托住封底焊接时的熔池，并起到快速散热与张力支撑的作用。在封底焊过程中，铜衬垫与高温液态铁水接触，铜元素在高温奥氏体中易于溶解，而在铁素体中铜的溶解度相对较小，含铜量高的焊缝中常温下总是处于铜超饱和固溶状态，会造成铁素体严重的晶格畸变和热应力集中，反应在对焊缝性能的影响会增加焊缝的硬度，并降低焊缝抗H2S应力腐蚀开裂(SSC)性能。由于硬度作为焊缝SSC性能的重要指示，腐蚀规范对材料的硬度提出了很高的要求，通常要求硬度小于250HV10。综上，在含有H2S腐蚀性介质的海底管线铺设焊接施工时，采用无衬垫全自动焊接工艺是一种比较理想的选择。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有的海底管线环焊缝施工中采用带铜衬垫全自动焊工艺存在的缺点，而提供一种碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其通过脉冲GMAW电弧技术实现海底管线环焊缝的单面焊接、双面成型，解决海底管线铺设焊接施工过程中铜对焊接接头性能影响的问题，可确保焊接接头的抗硫至开裂腐蚀性能；而且通过合理的焊接工艺参数设定，封底焊接速度可达0.58至0.65m/min，有效克服半自动表面张力过渡焊(STT)工艺封底焊接效率只有0.15至0.18m/min的问题；同时，全自动焊接质量稳定，便于过程质量控制管理。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在两根碳钢海管的待焊管端分别机加工出坡口；步骤二，对步骤一中两根碳钢海管的待焊管端机加工坡口进行消磁处理；步骤三，对步骤二中经消磁处理的坡口进行对接装配；步骤四，焊接预热，即将步骤三中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热；步骤五，对碳钢海管的待焊管端进行无衬垫封底焊接；步骤六，对碳钢海管的待焊管端进行热焊道焊接；步骤七，对碳钢海管的待焊管端进行填充焊接；步骤八，对碳钢海管的待焊管端进行盖面焊接，完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊。
前述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其中，所述步骤一中在两根碳钢海管的待焊管端分别机加工出J型窄间隙坡口，该坡口钝边长度为0mm至0.5mm，钝边厚度(t)为2.4mm至2.6mm，坡口角度(A)为3.5度至4.5度，坡口与钝边之间采用圆弧过渡，过渡圆弧的半径(R)为2.4mm，最大开口宽度(W)为3.7mm；所述步骤二中对步骤一的两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行消磁处理，最大允许剩磁10高斯；所述步骤三中对两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行对接装配，装配为零间隙，错边量小于或者等于1mm，对接装配后的焊道最宽处为7.3mm至7.6mm；所述步骤四中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热，预热温度为100至110℃；所述步骤五对碳钢海管的待焊管端进行无衬垫封底焊接，采用脉冲GMAW电弧模式对碳钢海管进行无衬垫封底焊接，该封底焊接的平焊工艺参数为：焊接电流为160A至200A，电压为20V至22V，混合保护气流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.64m/min，焊枪倾斜角度为7度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.2m/min至6.5m/min，焊接热输入量为0.33KJ/mm至0.46KJ/mm；该封底焊的立焊工艺参数为：焊接电流为174A至207A，电压为20V至23V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.59m/min至0.72m/min，焊枪倾斜角度为7度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.8m/min至6.8m/min，焊接热输入量为0.35KJ/mm至0.42KJ/mm；该封底焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为155A至180A，电压为20V至22V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.45m/min至0.55m/min，焊枪倾斜角度为6度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.0m/min至5.6m/min，焊接热输入量为0.34KJ/mm至0.44KJ/mm；所述步骤六对碳钢海管的待焊管端进行热焊道焊接，采用脉冲GMAW电弧模式对经封底焊的碳钢海管进行热焊道焊接，该热焊道的平焊工艺参数为：焊接电流为240A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.8mm至1.0mm，送丝速度为6.8m/min至8.3m/min，焊接热输入量为0.51KJ/mm至0.58KJ/mm；该热焊道的立焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.80m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至6.9m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.53KJ/mm；该热焊道的仰焊工艺参数为：焊接电流为130A至210A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.38m/min至0.52m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动幅度为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至7.3m/min,焊接热输入量为0.37KJ/mm至0.48KJ/mm；所述步骤七对碳钢海管的待焊管端进行填充焊接，采用脉冲电弧模式对经热道焊的碳钢海管进行填充焊，该填充焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.52m/min至0.72m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至3.8mm，送丝速度为6.2m/min至9.1m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.52KJ/mm；该填充焊的立焊工艺参数为：焊接电流为193A至287A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.77m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动幅度为2.3mm至3.7mm，送丝速度为4.1m/min至8.8m/min，焊接热输入量为0.40KJ/mm至0.54KJ/mm；该填充焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为193A至279A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至4.1mm，送丝速度为4.1m/min至7.5m/min，焊接热输入量为0.42KJ/mm至0.53KJ/mm；所述步骤八对碳钢海管的待焊管端进行盖面焊接，采用无衬垫全自动对接焊工艺进行盖面焊，该盖面焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至250A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.40m/min至0.60m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.5mm，送丝速度为6.3m/min至8.5m/min，焊接热输入量为0.44KJ/mm至0.59KJ/mm；该盖面焊的立焊工艺参数为：焊接电流为150A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.36m/min至0.67m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.6mm，送丝速度为6.1m/min至7.6m/min，焊接热输入量为0.38KJ/mm至0.68KJ/mm；该盖面焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为100A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.16m/min至0.48m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.4mm至5.4mm，送丝速度为3.3m/min至6.1m/min，焊接热输入量为0.52KJ/mm至0.67KJ/mm；盖面焊接后即完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊。
前述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其中，所述步骤五中的封底焊、步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊和步骤八中的盖面焊的焊接方式均为脉冲GMAW电弧模式，采用的焊丝材质均为AWS ER70S-G级别，牌号为Quantum Arc 6，尺寸为Φ1.2mm，焊接过程中不间断送丝，焊接层数均为单层单道；该步骤五中的封底焊道的熔覆金属厚度控制在4.5至5.0mm；该步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊层熔覆金属的厚度控制在3至4mm。
前述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其中，所述步骤五中的封底焊、步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊和步骤八中的盖面焊接采用设备均为MillerPipepro XCS焊接系统，采用全自动熔化极气体保护焊(GMAW)焊机的数量为两个以上，采用左、右对称同步焊接。
前述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其中，所述步骤二中对步骤一的两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行消磁处理，消磁的具体步骤是：采用消磁线圈套在焊接坡口区域，开始消磁，30秒后测量磁性大小，直到磁性等于或者小于10高斯停止消磁，最大允许剩磁10高斯；所述步骤三中对两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行对接装配，坡口装配组对采用内对中器(无筒靴)；能提供大于10Mpa的张力，避免封底焊道在焊接过程中因已焊接位置的焊接应力而导致未焊接一侧产生间隙；整个坡口无间隙，坡口最大宽度控制在7.4至7.6mm，错边量最大允许1mm；所述步骤四中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热，预热温度为100至110℃，焊接预热方式采用电磁加热或者火焰加热。
本发明的有益效果是：采用J型窄间隙坡口能够在150至200A范围封底电流强度下，保证电弧的熔透性能良好、且不易烧穿；仅需要较小的焊接热量，同时也减少熔池内液态铁水，可避免仰焊位置铁水受重力影响下坠导致的焊缝正面凸起成型；坡口装配组对采用内对中器(无筒靴)，能提供大于10Mpa的张力，避免封底焊道在焊接过程中因已焊接位置的焊接应力而导致未焊接一侧产生间隙；焊接预热方式采用电磁加热或者火焰加热，预热温度比常规海底管线焊接提高50℃，能有效降低焊缝硬度；对碳钢海管的待焊管端进行无衬垫封底焊接，通过减送丝、减速度，实现封底焊缝成型良好，避免内部成型内凹、外部成型凸起；采用全自动焊方式实现了海底管线环焊缝的快速焊接，工艺简单、高效、操作方便；采用海底管线无衬垫焊接，有效避免铜元素熔于焊缝中对焊缝性能的影响，可以满足含H2S介质酸性腐蚀环境。
附图说明
图1为本发明坡口结构示意图。
图2为本发明全自动焊接机头与碳钢海管的装配示意图。
图3为本发明焊道分布图。
图中主要标号说明：图1中，WT海管壁厚、W坡口最大宽度、A坡口角度、R坡口过渡圆弧半径、t坡口顿边厚度；图2中，1海管、2环形轨道、3焊接机头；图3中，R封底焊、H热道焊、F填充焊、C盖面焊。
具体实施方式:
以φ355.6mm×19.1mm碳钢海管为例，海管壁厚WT为19.1mm，焊接方法如下：
步骤一、如图1所示，在两根碳钢海管的待焊端分别机加工出J型窄间隙坡口；该J型窄间隙坡口的钝边厚度t＝2.5mm，坡口角度A为4度，坡口与钝边之间圆滑过渡，坡口过渡圆弧的半径R＝2.5mm，坡口钝边长度为0mm；
步骤二、对步骤一中机加工后的两根碳钢海管的坡口进行消磁处理。
步骤三、对步骤二中机加工并消磁处理后的两根碳钢海管的坡口进行对接装配。
步骤四、将步骤三中对接装配后坡口至碳钢海管70mm范围内，均匀预热至100至110℃。
步骤五、如图2所示，在碳钢海管1上沿外径一周装卡环形轨道2，在环形轨道2上安装全自动焊接机头3，按照封底焊、热道焊、填充焊和盖面焊的工艺参数设置全自动焊机3的焊接参数，依次进行步骤五至步骤八的焊接工序；
采用脉冲GMAW电弧模式对碳钢海管进行无衬垫封底焊接R，所述封底焊的平焊工艺参数为：焊接电流为160A至200A，电压为20V至22V，混合保护气流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.64m/min，焊枪倾斜成7°角，焊枪与垂直于焊道方向的摆动的摆幅为0mm，送丝速度为5.2m/min至6.5m/min，焊接热输入量为0.33KJ/mm至0.46KJ/mm；所述封底焊的立焊工艺参数为：焊接电流为174A至207A，电压为20V至23V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.59m/min至0.72m/min，焊枪倾斜成7°角，焊枪与垂直于焊道方向的摆动的摆幅为0mm，送丝速度为5.8m/min至6.8m/min，焊接热输入量为0.35KJ/mm至0.42KJ/mm；所述封底焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为155A至180A，电压为20V至22V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.45m/min至0.55m/min，焊枪倾斜成6°角，焊枪与垂直于焊道方向的摆动的摆幅为0mm，送丝速度为5.0m/min至5.6m/min，焊接热输入量为0.34KJ/mm至0.44KJ/mm。
步骤六、采用脉冲GMAW电弧模式对步骤五中经封底焊的碳钢海管进行热焊道H焊接；所述热焊道的平焊工艺参数为：焊接电流为240A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.8mm至1.0mm，送丝速度为6.8m/min至8.3m/min，焊接热输入量为0.51KJ/mm至0.58KJ/mm；所述热焊道的立焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.80m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至6.9m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.53KJ/mm；所述热焊道的仰焊工艺参数为：焊接电流为130A至210A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.38m/min至0.52m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至7.3m/min,焊接热输入量为0.37KJ/mm至0.48KJ/mm；
步骤七、采用脉冲电弧模式对步骤四中经热道焊的碳钢海管进行填充焊F；所述填充焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.52m/min至0.72m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至3.8mm，送丝速度为6.2m/min至9.1m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.52KJ/mm；所述填充焊的立焊工艺参数为：焊接电流为193A至287A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.77m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至3.7mm，送丝速度为4.1m/min至8.8m/min，焊接热输入量为0.40KJ/mm至0.54KJ/mm；所述填充焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为193A至279A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至4.1mm，送丝速度为4.1m/min至7.5m/min，焊接热输入量为0.42KJ/mm至0.53KJ/mm；
步骤八、采用无衬垫全自动对接焊工艺对步骤四中经热道焊的碳钢海管进行盖面焊C，从而完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊。所述盖面焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至250A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.40m/min至0.60m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.5mm，送丝速度为6.3m/min至8.5m/min，焊接热输入量为0.44KJ/mm至0.59KJ/mm；所述盖面焊的立焊工艺参数为：焊接电流为150A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.36m/min至0.67m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.6mm，送丝速度为6.1m/min至7.6m/min，焊接热输入量为0.38KJ/mm至0.68KJ/mm；所述盖面焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为100A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.16m/min至0.48m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.4mm至5.4mm，送丝速度为3.3m/min至6.1m/min，焊接热输入量为0.52KJ/mm至0.67KJ/mm。
对实施例的碳钢海管对接焊缝进行检测，焊缝的无损检测和性能均满足相关要求。
焊缝拉伸性能优异(见表1)，满足DNV OS F101标准要求。
-30°低温冲击性能优异(见表2)，满足DNV OS F101标准要求。
180°弯曲试验合格，无裂纹，DNV OS F101标准要求。
HV10硬度试验合格(见表3)，满足DNV OS F101标准要求。
SSC腐蚀试验合格(见表4)，满足NACE 0177标准要求。
表1实施例对接焊缝抗拉性能
表2实施例对接焊缝低温冲击吸收功能
表3实施例焊后的碳钢海管焊接接头的10㎏维氏硬度值
表4实施例对接焊缝晶间腐蚀试验结果
发明中使用全自动焊焊机及焊材，为根据技术要求选用的市售产品。
本发明实施例中未进行说明的内容为现有技术，故，不再进行赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在两根碳钢海管的待焊管端分别机加工出坡口；步骤二，对步骤一中两根碳钢海管的待焊管端机加工坡口进行消磁处理；步骤三，对步骤二中经消磁处理的坡口进行对接装配；步骤四，焊接预热，即将步骤三中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热；步骤五，对碳钢海管的待焊管端进行无衬垫封底焊接；步骤六，对碳钢海管的待焊管端进行热焊道焊接；步骤七，对碳钢海管的待焊管端进行填充焊接；步骤八，对碳钢海管的待焊管端进行盖面焊接，完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊。
2.根据权利要求1所述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，
所述步骤一中在两根碳钢海管的待焊管端分别机加工出J型窄间隙坡口，该坡口钝边长度为0mm至0.5mm，钝边厚度(t)为2.4mm至2.6mm，坡口角度(A)为3.5度至4.5度，坡口与钝边之间采用圆弧过渡，过渡圆弧的半径(R)为2.4mm,最大开口宽度(W)为3.7mm；
所述步骤二中对步骤一的两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行消磁处理，最大允许剩磁10高斯；
所述步骤三中对两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行对接装配，装配为零间隙，错边量小于或者等于1mm，对接装配后的焊道最宽处为7.3mm至7.6mm；
所述步骤四中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热，预热温度为100至110℃；
所述步骤五对碳钢海管的待焊管端进行无衬垫封底焊接，采用脉冲GMAW电弧模式对碳钢海管进行无衬垫封底焊接，该封底焊接的平焊工艺参数为：焊接电流为160A至200A，电压为20V至22V，混合保护气流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.64m/min，焊枪倾斜角度为7度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.2m/min至6.5m/min，焊接热输入量为0.33KJ/mm至0.46KJ/mm；该封底焊的立焊工艺参数为：焊接电流为174A至207A，电压为20V至23V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.59m/min至0.72m/min，焊枪倾斜角度为7度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.8m/min至6.8m/min，焊接热输入量为0.35KJ/mm至0.42KJ/mm；该封底焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为155A至180A，电压为20V至22V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.45m/min至0.55m/min，焊枪倾斜角度为6度，焊枪与垂直于焊道方向的摆动幅度为0mm，送丝速度为5.0m/min至5.6m/min，焊接热输入量为0.34KJ/mm至0.44KJ/mm；
所述步骤六对碳钢海管的待焊管端进行热焊道焊接，采用脉冲GMAW电弧模式对经封底焊的碳钢海管进行热焊道焊接，该热焊道的平焊工艺参数为：焊接电流为240A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.8mm至1.0mm，送丝速度为6.8m/min至8.3m/min，焊接热输入量为0.51KJ/mm至0.58KJ/mm；该热焊道的立焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.80m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至6.9m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.53KJ/mm；该热焊道的仰焊工艺参数为：焊接电流为130A至210A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.38m/min至0.52m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动幅度为0.9mm至1.3mm，送丝速度为4.0m/min至7.3m/min,焊接热输入量为0.37KJ/mm至0.48KJ/mm；
所述步骤七对碳钢海管的待焊管端进行填充焊接，采用脉冲电弧模式对经热道焊的碳钢海管进行填充焊，该填充焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至260A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.52m/min至0.72m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至3.8mm，送丝速度为6.2m/min至9.1m/min，焊接热输入量为0.41KJ/mm至0.52KJ/mm；该填充焊的立焊工艺参数为：焊接电流为193A至287A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.58m/min至0.77m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动幅度为2.3mm至3.7mm，送丝速度为4.1m/min至8.8m/min，焊接热输入量为0.40KJ/mm至0.54KJ/mm；该填充焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为193A至279A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.56m/min至0.71m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为2.3mm至4.1mm，送丝速度为4.1m/min至7.5m/min，焊接热输入量为0.42KJ/mm至0.53KJ/mm；
所述步骤八对碳钢海管的待焊管端进行盖面焊接，采用无衬垫全自动对接焊工艺进行盖面焊，该盖面焊的平焊工艺参数为：焊接电流为190A至250A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.40m/min至0.60m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.5mm，送丝速度为6.3m/min至8.5m/min，焊接热输入量为0.44KJ/mm至0.59KJ/mm；该盖面焊的立焊工艺参数为：焊接电流为150A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.36m/min至0.67m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.3mm至4.6mm，送丝速度为6.1m/min至7.6m/min，焊接热输入量为0.38KJ/mm至0.68KJ/mm；该盖面焊的仰焊工艺参数为：焊接电流为100A至190A，电压为20V至24V，混合保护气气体流量为30L/min，焊接机头的爬行速度为0.16m/min至0.48m/min，焊枪垂直于焊道方向摆动的摆幅为4.4mm至5.4mm，送丝速度为3.3m/min至6.1m/min，焊接热输入量为0.52KJ/mm至0.67KJ/mm；盖面焊接后即完成碳钢海底管线无衬垫全自动对接焊。
3.根据权利要求2所述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，所述步骤五中的封底焊、步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊和步骤八中的盖面焊的焊接方式均为脉冲GMAW电弧模式，采用的焊丝材质均为AWS ER70S-G级别，牌号为QuantumArc 6，尺寸为Φ1.2mm，焊接过程中不间断送丝，焊接层数均为单层单道；
该步骤五中的封底焊道的熔覆金属厚度控制在4.5至5.0mm；该步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊层熔覆金属的厚度控制在3至4mm。
4.根据权利要求1所述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，所述步骤五中的封底焊、步骤六中的热道焊、步骤七中的填充焊和步骤八中的盖面焊接采用设备均为Miller Pipepro XCS焊接系统，采用全自动熔化极气体保护焊(GMAW)焊机的数量为两个以上，采用左、右对称同步焊接。
5.根据权利要求2所述的碳钢海底管线环焊缝无衬垫全自动对接焊工艺，其特征在于，所述步骤二中对步骤一的两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行消磁处理，消磁的具体步骤是：采用消磁线圈套在焊接坡口区域，开始消磁，30秒后测量磁性大小，直到磁性等于或者小于10高斯停止消磁，最大允许剩磁10高斯；
所述步骤三中对两根碳钢海管待焊管端机加工坡口进行对接装配，坡口装配组对采用内对中器(无筒靴)；能提供大于10Mpa的张力，避免封底焊道在焊接过程中因已焊接位置的焊接应力而导致未焊接一侧产生间隙；整个坡口无间隙，坡口最大宽度控制在7.4至7.6mm，错边量最大允许1mm；
所述步骤四中对接装配后的坡口至碳钢海管范围70mm内的范围均匀预热，预热温度为100至110℃，焊接预热方式采用电磁加热或者火焰加热。
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