CN108788541A - 一种x80级管线钢管环焊缝的焊接工艺 - Google Patents

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CN108788541A CN201710294008.7A CN201710294008A CN108788541A CN 108788541 A CN108788541 A CN 108788541A CN 201710294008 A CN201710294008 A CN 201710294008A CN 108788541 A CN108788541 A CN 108788541A
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杨柳青
白世武
隋永莉
夏培培
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Abstract

本发明公开了一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺，属于钢管焊接领域。该X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，满足CEPcm≤0.20；其中，在坡口加工工序中，在接头处开单面V形坡口，坡口角度为22±1°，钝边长度为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙宽度为2.5～3.5mm；在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8‑G自保护药芯焊丝，每个焊接道数分别为1、1、2、2、2。本发明通过对X80级管线钢管化学成分及焊接工艺参数进行改进，提高了X80级管线钢管环焊缝的冲击韧性。

Description

一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺
技术领域
本发明涉及钢管焊接领域，特别涉及一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺。
背景技术
长输管道是将天然气从偏僻的开采地向最终的用户端输送的重要方式，它由一节一节管线钢管焊接而成。其中，管口与管口焊接而形成的环焊缝在整个管道建设中起着至关重要的作用，环焊缝性能的稳定是管道施工效率和运营安全的重要保障。而，冲击韧性是环焊缝性能的重要技术指标，它决定了环焊缝的止裂能力并对管线的安全服役有重要影响。
基于当前管道施工的特点，自保护药芯焊丝半自动焊接工艺由于其自保护的特性，比手工焊条电弧焊更高的熔敷速度以及对施工方装备要求较低，操作人员容易掌握等诸多优点，成为管道现场环焊缝焊接的使用较为广泛的一种焊接方法。
随着冶金工业的发展，越来越多高等级的管线钢管被应用到长输管道的建设中，同一级别的管线钢管合金成分在不同时期也有了较大的改动。在进行西气东输三线工程用Φ1219×18.4mm规格X80级管线钢管环焊缝性能试验的过程中，发现焊接不同合金成分的X80级管线钢管时，焊接接头的冲击韧性很不稳定，冲击值离散性大，出现了大量的不合格焊缝。
由于在焊接过程，管线钢管中的合金元素会稀释到环焊缝中，并对环焊缝冷却过程的微观组织产生影响，进而影响环焊缝的冲击韧性。因此如何通过优化管线钢管的合金成分来减小其对环焊缝金属性能的影响，提高X80级管线钢管自保护药芯焊丝半自动焊焊缝韧性，是目前管线钢管焊接技术领域亟待解决的一个难题。
发明内容
为了解决现有技术X80级管线钢管的环焊缝冲击韧性不稳定，冲击值离散性大的问题，本发明实施例提供了一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺。所述技术方案如下：
一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺，该X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且满足CEPcm≤0.20；
所述焊接工艺步骤主要包括：准备母材、除锈、坡口加工、组对、预热、根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊，且在焊接过程中要控制层间温度；
其中，在坡口加工工序中，在接头处开单面V形坡口，坡口角度为22±1°，钝边长度为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙宽度为2.5～3.5mm；
在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8-G自保护药芯焊丝，焊丝直径为2.0mm；焊接工艺参数为：焊接电流为180～240A、焊接电压为18～22V，焊接速度为100～200mm/min；
以及，根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊的焊接道数分别为1、1、1、2、2、2。
具体地，所述除锈工序具体为：对坡口附近25mm范围内母材的内、外表面进行清理至呈现金属光泽。
具体地，所述预热工序具体为：对坡口附近100mm范围内母材进行预热，预热温度不低于80～150℃。
具体地，所述根焊工序具体为：当采用表面张力过渡技术的熔化极气体保护焊时，焊材选择ER70S-G实心焊丝，直径为1.2mm，焊接电压为14～18A，基值电流为50～60A，峰值电流为370～430A，焊接速度160～220mm/min；
当采用熔敷金属控制技术的熔化极气体保护焊方法进行根焊时，焊材选择E80C-Ni1H8金属粉芯焊丝，焊接电压为14～18A，电流为120～160A，焊接速度160～220mm/min。
具体地，在焊接过程中，层间温度控制在80℃～150℃。
具体地，X80级管线钢管的化学成分的含量百分比为：
C：0.05％，Si：0.23％，Mn：1.72％，P：0.010％，S：0.004％，Cr：0.27％，Mo：0.25％，Ni：0.20％，Al：0.022％，Cu：0.10％，Nb：0.062％，Ti：0.010％，V：0.023％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且CEPcm＝0.19。
具体地，在热焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为185～200A、焊接电压为19.5～20.5V，焊接速度为180～190mm/min；
在第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊工序过程中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～220A、焊接电压为21.0～22.0V，焊接速度为140～160mm/min；
在盖面焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～205A、焊接电压为19.5～20.5V，焊接速度为160～170mm/min。
具体地，X80级管线钢管的化学成分的含量百分比为：
C：0.05％，Si：0.26％，Mn：1.60％，P：0.012％，S：0.003％，Cr：0.22％，Mo：0.21％，Ni：0.19％，Al：0.017％，Cu：0.14％，Nb：0.077％，Ti：0.014％，V：0.017％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且CEPcm＝0.18。
具体地，在热焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～210A、焊接电压为19.0～20.0V，焊接速度为180～190mm/min；
在第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊工序过程中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～220A、焊接电压为20.0～22.0V，焊接速度为140～160mm/min；
在盖面焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～205A、焊接电压为19.0～20.0V，焊接速度为160～170mm/min。
具体地，所述坡口加工工艺具体为：在接头处开单面V形坡口，坡口角度为22°，钝边长度为1.0mm，管口与管口之间的间隙宽度为3.0mm。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过对X80级管线钢管化学成分的合理设计，并对焊接工艺参数(V形坡口、焊材种类以及焊接道数)进行改进，在现有自保护药芯焊丝半自动焊工艺条件下，解决了X80级管线钢管的环焊缝冲击韧性不稳定，冲击值离散性大的问题，提高了X80级管线钢管环焊缝的冲击韧性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1与实施例2提供的V形坡口的结构示意图；
图2是本发明实施例1与实施例2提供的焊接道数的示意图。
其中，各个附图中的标号说明如下：
α坡口角度，P钝边长度，L管口与管口之间的间隙宽度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例为了解决X80级管线钢管的环焊缝冲击韧性不稳定，冲击值离散性大的问题，主要在X80级管线钢管的化学成分以及焊接工艺参数上进行改进，以提高X80级管线钢管自保护药芯焊丝半自动焊焊缝的冲击韧性。
在X80级管线钢管的化学成分方面，本发明中的X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且满足CEPcm≤0.20。
本发明提供的X80级管线钢管的原理为：
C、Mn、Ni、Cu，这四种元素为扩大奥氏体区元素，能降低奥氏体相变温度，获得细小且高韧性的相变组织。但C、Mn均为易偏析元素，容易形成硬化组织，所以将两者的质量百分比分别控制在0.03～0.07％和1.50～1.90％；Ni对钢材低温韧性有益，还能改善Cu引起的热脆性，故，其质量百分比控制在0.10～0.30％；Cu的质量百分比控制为≤0.30％。
P、S元素在管线钢管中为不可避免的有害元素，易偏析、形成夹杂等缺陷，所以要严格控制这两者的成分，使P≤0.015％，S≤0.005％。
Cr、Mo、Al、Si，这四种元素均为铁素体稳定元素，会缩小奥氏体稳定区。其中，Cr虽然能改善钢的耐腐蚀性能，但同时也会恶化焊接性，因此控制Cr的重量百分比为0.10～0.30％；Mo能促进针状铁素体的形成，而针状铁素体有较好的韧性，故Mo含量的范围为0.08～0.30％；Al为强脱氧元素，过多会形成较大的氧化物夹杂，其含量控制为0.01～0.05％；高Si含量会恶化焊接性，因此限定其含量在0.10～0.30％之间。
Nb、Ti、V为微合金元素，同时也易形成碳化物，有助于晶粒细化，也能减小N对韧性的不利影响。因此，这三者的含量应分别控制为，Nb：0.03～0.08％、Ti：0.010～0.025％、V：≤0.03％。
由原理可知，本发明提供的X80级管线钢管的化学成分不仅符合美国石油学会API标准，而且即使X80级管线钢管的合金元素溶解到环焊缝中，也不会对环焊缝的冲击韧性产生显著影响，消除了环焊缝的冲击值离散性大的问题，提高了环焊缝的韧性，增加了X80级管线钢管的焊接质量。
在焊接工艺参数方面，本发明主要对V形坡口、焊材种类以及焊接道数进行改进。
(1)V形坡口
本发明为了减少焊接成本、提高施工效率，可减少环焊缝中的填充金属量，也就要求坡口角度在焊接工艺允许的范围之内尽可能的小，故，如图1所示，本发明在坡口加工工序中，将V形坡口的参数设置为：坡口角度α(这里指两坡口面夹角的一半)为22±1°，钝边(指焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分)长度P为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙(指两钝边之间的间距)宽度L为2.5～3.5mm。
(2)焊材种类
本发明为了既能减少焊缝中的填充金属量，又不影响环环缝的质量，在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8-G自保护药芯焊丝，焊丝直径为2.0mm。
其中，E91T8-G自保护药芯焊丝，是美国焊接学会对某一种自保护药芯焊丝的标识。该类自保护药芯焊丝的型号含义具体为：字母E表示焊丝，数字9表示焊缝熔敷金属的抗拉强度，单位是10000磅/英寸2，数字1表示该焊丝适合全位置焊接，字母T表示管状焊丝，数字8表示焊丝可以在没有附加保护气体的情况下使用，字母G表示对焊丝的化学成分没有具体要求，可根据具体情况而定。该类焊丝具有较高的强度，可达到X90级管线钢管的强度。
在对X80级管线钢管的环焊缝进行焊接时，本领域技术人员一般选取与X80级管线钢管的强度相匹配的E81T8-G自保护药芯焊丝。但，该类型焊丝的强度没有E91T8-G自保护药芯焊丝的强度大。
在确保X80级管线钢管环焊缝的韧性的前提下，为了减少环焊缝中的填充金属量，本发明选用了强度更高的E91T8-G自保护药芯焊丝，不仅能减少焊接成本、提高施工效率，而且还能更有效地提高X80级管线钢管环焊缝的质量。
在实际操作中，焊材的种类不同，其所对应的焊接工艺参数也不同。本发明为了提高环焊缝的焊接质量，在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，将焊接工艺参数设置为：焊接电流180～240A、焊接电压18～22V，焊接速度为100～200mm/min。
(3)焊接道数
在焊接操作中，薄层多道焊对环焊缝的性能是有益的，例如可提高环焊缝的韧性。若一味地增加焊接道数，必然会增大焊接成本和劳动强度。所以，在施工过程中，本领域技术人员通常根据V形坡口的参数(坡口角度α、钝边长度P以及管口与管口之间的间隙宽度L)和焊接工序(根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊)中焊材的类型，在确保环焊缝的焊接质量下，来设置每个焊接工序中的焊接道数。
本发明根据自身的V形坡口参数的设置以及焊材种类的选择，在确保环焊缝的焊接质量前提下，将根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊的焊接道数分别设置为1、1、1、2、2、2(参见图2)。从图2中可看出标号“1”代表根焊的焊接道、标号“2”代表热焊的焊接道、标号“3”代表第1填充焊的焊接道、标号“4”与“5”代表第2填充焊的焊接道、标号“6”与“7”代表第3填充焊的焊接道、标号“8”与“9”代表盖面焊的焊接道。图2中的标号并不具有特殊含义，只是用来区别不同焊接工序的焊接道而已。
其中，如图2所示，用来根焊的1个焊接道组成根焊层，用来热焊的1个焊接道组成热焊层，用来第1填充焊的1个焊接道组成第1填充层，用来第2填充焊的2个焊接道组成第2填充层，用来第3填充焊的2个焊接道组成第3填充层，用来盖面焊的2个焊接道组成盖面层。且，在进行每个焊接工序时，为了提高环焊缝的韧性，要控制层间温度在80～150℃，即将根焊层、热焊层、第1填充层、第2填充层、第3填充层以及盖面层的温度都控制在80～150℃之间。
可见，本发明中的焊接道数只有9条，明显小于现有技术中有关X80级管线钢管的环焊缝的焊接道数，这不仅提高了焊接效率，也减少了焊接成本。
需要说明的是，根焊所采用的焊材类型主要有两种，分别为ER70S-G实心焊丝和E80C-Ni1H8金属粉芯焊丝。当采用表面张力过渡技术的熔化极气体保护焊时，焊材应选择ER70S-G实心焊丝，直径为1.2mm，焊接电压为14～18A，基值电流为50～60A，峰值电流为370～430A，焊接速度为160～220mm/min；当采用熔敷金属控制技术的熔化极气体保护焊方法进行根焊时，焊材选择E80C-Ni1H8金属粉芯焊丝，焊接电压为14～18A，电流为120～160A，焊接速度为160～220mm/min。无论是选用ER70S-G实心焊丝还是E80C-Ni1H8金属粉芯焊丝，本发明都将根焊的焊接道数设置为1(参见图2中的标号“1”)。
利用本发明提供的X80级管线钢管以及焊接工艺制造的X80级管线钢管环焊缝，在低温条件下(-10℃)，X80级管线钢管的焊缝中心和熔合线的冲击功满足均值≥80J，单值≥60J。
可见，通过对X80级管线钢管化学成分的合理设计，并对焊接工艺参数(V形坡口、焊材种类以及焊接道数)进行改进，在现有自保护药芯焊丝半自动焊工艺条件下，解决了X80级管线钢管的环焊缝冲击韧性不稳定，冲击值离散性大的问题，提高了X80级管线钢管环焊缝的冲击韧性。
实施例1
本发明实施例中的X80级钢线管的化学成分的含量百分比为：
C：0.05％，Si：0.23％，Mn：1.72％，P：0.010％，S：0.004％，Cr：0.27％，Mo：0.25％，Ni：0.20％，Al：0.022％，Cu：0.10％，Nb：0.062％，Ti：0.010％，V：0.023％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且CEPcm＝0.19。
该X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺主要步骤如下：
(1)准备母材
采用壁厚18.4mm、管径为1219mm的X80级管线钢管。
(2)除锈
对坡口附近25mm范围内母材的内、外表面进行清理至呈现金属光泽。其中，清理工具可采用钢丝刷或砂轮。
(3)坡口加工
对接接头加工单面V型坡口，坡口角度α为22°，钝边长度P为1.0mm，管口与管口之间的间隙宽度L为3.0mm。
(4)组对
将管口与管口之间的间隙宽度设置为3.0mm。
(5)预热
对坡口附近100mm范围内母材进行预热，预热温度不低于80～150℃，本实施例中的预热温度设置为100℃。
(6)根焊
采用E80C-Ni1H8焊材进行熔化极气体保护焊根焊，焊材直径为1.2mm，焊接电压为16.0～17.0V，焊接电流为145～150A，焊接速度为180～190mm/min。
在根焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“1”)的温度控制在80～150℃之间，以提高环焊缝的质量。
完成根焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(7)热焊
完成根焊后需等待5min，然后采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行热焊，焊接电压为19.5～20.5V，焊接电流为185～200A，焊接速度为180～190mm/min。
在热焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“2”)的温度控制在80～150℃之间，以提高环焊缝的质量。
完成热焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(8)第1填充焊、
热焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行第1填充焊，焊接电压为21.0～22.0V，焊接电流为190～220A，焊接速度为140～160mm/min。
在第1填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“3”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第1填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(9)第2填充焊
第1填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行第2填充焊，焊接电压为21.0～22.0V，焊接电流为190～220A，焊接速度为140～160mm/min。
在第2填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“4”与“5”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第2填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(10)第3填充焊
第2填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行第3填充焊，焊接电压为21.0～22.0V，焊接电流为190～220A，焊接速度为140～160mm/min。
在第3填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“6”与“7”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第3填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(11)盖面焊
第3填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行盖面焊，焊接电压为19.5～20.5V，焊接电流为190～205A，焊接速度为160～170mm/min。
在盖面焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“8”与“9”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成盖面焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
利用本实施例提供的X80级管线钢管以及焊接工艺制造的X80级管线钢管环焊缝，对其进行力学性能检验，其在低温条件下(-10℃)焊缝中心的冲击功单值在135.5J以上，均值在141.0J以上，熔合线的冲击功单值在77.5J以上，均值在103.0J以上。
实施例2
本发明实施例中的X80级钢线管的化学成分的含量百分比为：
C：0.05％，Si：0.26％，Mn：1.60％，P：0.012％，S：0.003％，Cr：0.22％，Mo：0.21％，Ni：0.19％，Al：0.017％，Cu：0.14％，Nb：0.077％，Ti：0.014％，V：0.017％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质。CEPcm＝0.18。
该X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺主要步骤如下：
(1)准备母材
采用壁厚18.4mm、管径为1219mm的X80级管线钢管。
(2)除锈
对坡口附近25mm范围内母材的内、外表面进行清理至呈现金属光泽。其中，清理工具可采用钢丝刷或砂轮。
(3)坡口加工
对接接头加工单面V型坡口，坡口角度α为22°，钝边长度P为1.0mm，管口与管口之间的间隙宽度L为3.0mm。
(4)组对
将管口与管口之间的间隙宽度设置为3.0mm。
(5)预热
对坡口附近100mm范围内母材进行预热，预热温度不低于80～150℃，本实施例中的预热温度设置为100℃。
(6)根焊
采用ER70S-G焊材进行熔化极气体保护焊根焊，焊材直径为1.2mm，焊接时的电压15～16A，基值电流为50～55A，峰值电流为380～390A，焊接速度为180～190mm/min。
在根焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“1”)的温度控制在80～150℃之间，以提高环焊缝的质量。
完成根焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(7)热焊
完成根焊后需等待5min，然后采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行热焊，焊接电压为19.0～20.0V，焊接电流为190～210A，焊接速度为180～190mm/min。
在热焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“2”)的温度控制在80～150℃之间，以提高环焊缝的质量。
完成热焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(8)第1填充焊
热焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8～G自保护药芯焊丝进行第1填充焊，焊接电压为20.0～22.0V，焊接电流为190～220A，焊接速度为140～160mm/min。
在第1填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“3”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第1填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(9)第2填充焊
第1填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行第2填充焊，焊接电压为20.0～22.0V，焊接电流为190～220A，焊接速度为140～160mm/min。
在第2填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“4”与“5”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第2填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(10)第3填充焊
第2填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行第3填充焊，焊接电压：20.0～22.0V，焊接电流：190～220A，焊接速度140～160mm/min。
在第3填充焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“6”与“7”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成第3填充焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
(11)盖面焊
第3填充焊层冷却到100℃时，采用2.0mm的E91T8-G自保护药芯焊丝进行盖面焊，焊接电压：19.0～20.0V，焊接电流：190～205A，焊接速度160～170mm/min。
在盖面焊期间，要将层间温度(参见图2中的焊道“8”与“9”)的温度控制在80～150℃之间，本实施例为100℃，以提高环焊缝的质量。
完成盖面焊之后，可先去除焊缝区和坡口两侧的药皮、夹杂和飞溅。
利用本实施例提供的X80级管线钢管以及焊接工艺制造的X80级管线钢管环焊缝，对其进行力学性能检验，其在低温条件下(-10℃)焊缝中心的冲击功单值在84.0J以上，均值在112.5J以上，熔合线的冲击功单值在105.5J以上，均值在133.5J以上。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺，该X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且满足CEPcm≤0.20；
其特征在于，所述焊接工艺步骤包括：准备母材、除锈、坡口加工、组对、预热、根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊，且在焊接过程中要控制层间温度；
其中，在坡口加工工序中，在接头处开单面V形坡口，坡口角度(α)为22±1°，钝边长度(P)为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙宽度(L)为2.5～3.5mm；
在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8-G自保护药芯焊丝，焊丝直径为2.0mm；焊接工艺参数为：焊接电流为180～240A、焊接电压为18～22V，焊接速度为100～200mm/min；
以及，根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊的焊接道数分别为1、1、1、2、2、2。
2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述除锈工序具体为：对坡口附近25mm范围内母材的内、外表面进行清理至呈现金属光泽。
3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述预热工序具体为：对坡口附近100mm范围内母材进行预热，预热温度不低于80～150℃。
4.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述根焊工序具体为：当采用表面张力过渡技术的熔化极气体保护焊时，焊材选择ER70S-G实心焊丝，直径为1.2mm，焊接电压为14～18A，基值电流为50～60A，峰值电流为370～430A，焊接速度160～220mm/min；
当采用熔敷金属控制技术的熔化极气体保护焊方法进行根焊时，焊材选择E80C-Ni1H8金属粉芯焊丝，焊接电压为14～18A，电流为120～160A，焊接速度160～220mm/min。
5.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，在焊接过程中，层间温度控制在80～150℃。
6.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，X80级管线钢管的化学成分的含量百分比为：
C：0.05％，Si：0.23％，Mn：1.72％，P：0.010％，S：0.004％，Cr：0.27％，Mo：0.25％，Ni：0.20％，Al：0.022％，Cu：0.10％，Nb：0.062％，Ti：0.010％，V：0.023％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且CEPcm＝0.19。
7.根据权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于，在热焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为185～200A、焊接电压为19.5～20.5V，焊接速度为180～190mm/min；
在第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊工序过程中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～220A、焊接电压为21.0～22.0V，焊接速度为140～160mm/min；
在盖面焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～205A、焊接电压为19.5～20.5V，焊接速度为160～170mm/min。
8.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，X80级管线钢管的主要化学成分的含量为：
C：0.05％，Si：0.26％，Mn：1.60％，P：0.012％，S：0.003％，Cr：0.22％，Mo：0.21％，Ni：0.19％，Al：0.017％，Cu：0.14％，Nb：0.077％，Ti：0.014％，V：0.017％，B：0.0001％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且CEPcm＝0.18。
9.根据权利要求8所述的焊接工艺，其特征在于，在热焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～210A、焊接电压为19.0～20.0V，焊接速度为180～190mm/min；
在第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊工序过程中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～220A、焊接电压为20.0～22.0V，焊接速度为140～160mm/min；
在盖面焊工序中，焊接工艺参数具体为：焊接电流为190～205A、焊接电压为19.0～20.0V，焊接速度为160～170mm/min。
10.根据权利要求6或8所述的焊接工艺，其特征在于，所述坡口加工工序具体为：在接头处开单面V形坡口，坡口角度(α)为22°，钝边长度(P)为1.0mm，管口与管口之间的间隙宽度(L)为3.0mm。
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