RU2412032C1 - Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels - Google Patents
Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2412032C1 RU2412032C1 RU2009137210/02A RU2009137210A RU2412032C1 RU 2412032 C1 RU2412032 C1 RU 2412032C1 RU 2009137210/02 A RU2009137210/02 A RU 2009137210/02A RU 2009137210 A RU2009137210 A RU 2009137210A RU 2412032 C1 RU2412032 C1 RU 2412032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- arc
- laser
- welded
- seam
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам сварки продольного шва труб большого диаметра и может быть использовано как при производстве сварных труб в электросварочных агрегатах, так и при строительстве магистральных, промысловых и морских трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.The invention relates to methods for welding a longitudinal seam of large diameter pipes and can be used both in the production of welded pipes in electric welding units, and in the construction of trunk, field and offshore pipelines in the oil and gas industry.
Известен способ производства сварных прямошовных труб [патент РФ №2296023]. Способ включает формовку полосы в трубную заготовку, нагрев свариваемых кромок при ее транспортировании через высокочастотный индуктор с цилиндрическим ферромагнитным сердечником, установленным внутри трубной заготовки вдоль ее оси, последующее сближение и сжатие кромок валками сварочной клети.A known method for the production of longitudinal welded pipes [RF patent No. 2296023]. The method includes forming a strip into a tube stock, heating the edges to be welded during transportation through a high-frequency inductor with a cylindrical ferromagnetic core installed inside the tube stock along its axis, subsequent rapprochement and compression of the edges by the rolls of the welding stand.
Недостатком способа является необходимость пластического деформирования свариваемых кромок, что требует создания больших механических усилий. Недостатком также является необходимость в удалении грата, образующегося в результате пластической деформации свариваемых кромок, что приводит к увеличению трудоемкости изготовления труб.The disadvantage of this method is the need for plastic deformation of the welded edges, which requires the creation of large mechanical forces. The disadvantage is the need to remove the burr formed as a result of plastic deformation of the welded edges, which leads to an increase in the complexity of manufacturing pipes.
Известен способ лазерно-дуговой сварки см. патент [заявка WO №2006129024]. Способ характеризуется тем, что создают единую жидкую сварочную ванну металла при одновременном воздействии лазерного луча, передаваемого оптическим волокном, и воздействуют электрической дугой с плавящимся электродом в среде защитного газа. Электрическая дуга обеспечивает плавление присадочного материала, а лазерный луч стабилизирует горение дуги на высоких скоростях сварки и обеспечивает глубокое проплавление свариваемых кромок. Сварка по данному способу выполняется на всю глубину за один проход. Изобретение в основном применяется для сварки трубопроводов.A known method of laser-arc welding, see patent [application WO No. 2006129024]. The method is characterized in that they create a single liquid weld pool of metal with the simultaneous exposure to a laser beam transmitted by an optical fiber, and act on an electric arc with a melting electrode in a protective gas environment. An electric arc provides melting of the filler material, and a laser beam stabilizes the combustion of the arc at high welding speeds and provides deep penetration of the welded edges. Welding by this method is performed to the full depth in one pass. The invention is mainly used for welding pipelines.
Недостатком способа является низкое качество сварного шва, поскольку описанное в способе лазерно-дуговое воздействие характеризуется высокими скоростями сварки и охлаждения, вызывающими образование мартенситной структуры металла шва. В результате, данный способ не обеспечивает требуемые механические свойства металла шва при сварке новых высокопрочных трубных сталей.The disadvantage of this method is the low quality of the weld, since the laser-arc action described in the method is characterized by high welding and cooling rates, which cause the formation of a martensitic structure of the weld metal. As a result, this method does not provide the required mechanical properties of the weld metal when welding new high-strength pipe steels.
Известен способ сварки стыков прямошовных стальных труб, выбранный за прототип [заявка JP №2007283356]. Способ сварки реализуют, выполняя Х-образную разделку, угол разделки с внешней стороны составляет от 20 до 40 градусов. Внешний шов Х-образной разделки сваривают, используя лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом, а именно комбинацию электрической дуги в защитном газе и лазера с выходной мощностью от 1 до 20 кВт. После этого внутренний шов сваривается за один проход электрической дугой.A known method of welding joints of longitudinal steel pipes, selected for the prototype [application JP No. 2007283356]. The welding method is implemented by performing an X-shaped cutting, the cutting angle from the outside is from 20 to 40 degrees. The external seam of the X-shaped groove is welded using laser-arc welding with a consumable electrode, namely a combination of an electric arc in a protective gas and a laser with an output power of 1 to 20 kW. After that, the inner seam is welded in one pass by an electric arc.
Недостатком способа является невозможность обеспечения требуемых механических свойств, т.е. низкое качество сварного соединения при сварке труб с повышенной толщиной стенки.The disadvantage of this method is the inability to provide the required mechanical properties, i.e. poor quality of the welded joint when welding pipes with increased wall thickness.
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности и качество сварного шва соединения труб с повышенной толщиной стенки.The objective of the present invention is to increase the strength and quality of the weld of pipe joints with increased wall thickness.
Предлагается способ сварки стыков прямошовных сварных труб из сталей повышенной прочности, включающий выполнение Х-образной разделки, затем проводят лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом в импульсно-периодическом режиме внешнего шва Х-образной разделки, причем частота пульсаций дуги совпадает с частотой лазерных импульсов и составляет 380-420 Гц. После чего выполняют сварку внутреннего шва за один проход электрической дугой в защитном газе или под слоем флюса. При сварке в импульсно-периодическом режиме работает как лазер, так и дуговой источник питания. Одновременное применение импульсно-периодического режима лазера и дугового источника способствует организации капельного переноса присадочного материала - плавящегося электрода в сварочную ванну. Частота импульсов определяется временем образования капли на торце плавящегося электрода. Применение импульсно-периодического режима, определяющего наряду с химическим составом металла шва характер кристаллизации, позволяет получить мелкодисперсную структуру металла шва и способствует росту его предела прочности и ударной вязкости, что повышает прочность и качество сварного шва.A method is proposed for welding joints of longitudinal welded pipes of high-strength steels, including X-shaped cutting, then laser-arc welding is performed by a consumable electrode in a pulse-periodic mode of the X-shaped external weld, and the arc pulsation frequency coincides with the frequency of laser pulses and is 380-420 Hz. After that, the weld is welded in one pass with an electric arc in a shielding gas or under a flux layer. When welding in a pulsed-periodic mode, both a laser and an arc power source work. The simultaneous use of a pulsed-periodic mode of the laser and the arc source contributes to the organization of droplet transfer of the filler material - the melting electrode into the weld pool. The pulse frequency is determined by the time of formation of the droplet at the end of the consumable electrode. The use of a pulse-periodic mode, which determines, along with the chemical composition of the weld metal, the crystallization nature, allows to obtain a finely dispersed structure of the weld metal and contributes to the growth of its tensile strength and impact strength, which increases the strength and quality of the weld.
В качестве присадочного материала используется металлопорошковая проволока, химический состав которой обеспечивает требуемый химический состав металла шва.Metal filler wire is used as the filler material, the chemical composition of which provides the required chemical composition of the weld metal.
Способ опробован на сварке стыков прямошовных труб из сталей повышенной прочности 10Г2ФБЮ толщиной s=22 мм. Первоначально выполняли Х-образную разделку, где αo=20°, αi=60°, do=14 мм, df=4 мм, di=4 мм. (Фиг.1)The method was tested on welding joints of longitudinal pipes from high-strength steels 10G2FBY with a thickness s = 22 mm. Initially, an X-shaped groove was performed, where α o = 20 °, α i = 60 °, d o = 14 mm, d f = 4 mm, d i = 4 mm. (Figure 1)
Лазерно-дуговую сварку проводили на волоконном лазере ЛС-15 с использованием импульсного сварочного дугового источника питания EWM Phoenix 500 Expert Plus. Лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом выполняли при средней мощности лазерного излучения 12,5 кВт.Laser-arc welding was performed on a fiber laser LS-15 using a pulse welding arc power source EWM Phoenix 500 Expert Plus. Laser-arc welding with a consumable electrode was performed at an average laser power of 12.5 kW.
Частота повторения импульсов составляла 380-420 Гц. В качестве плавящегося электрода использовали металлопорошковую проволоку POWER BRIDGE 60М (ТУ 1274-021-11143754-2005) диаметром 1,2 мм, при скорости подачи проволоки 15 м/мин, токе дуги 250-280 А, напряжении 27,5 В, скорости сварки 1,5 м/мин, защитном газе - 75%CO2+25%Ar. Получили сварной шов глубиной 14 мм. (Фиг.2). Затем осуществляли автоматическую дуговую сварку внутреннего шва по известной технологии автоматической сварки в защитных газах металлопорошковой проволокой POWER BRIDGE 60М диаметром 1,2 мм при скорости подачи проволоки 9 м/мин, токе дуги 290А, напряжении 24 В, скорости сварки 0,4 м/мин, защитном газе - 75%CO2+25%Ar. Аналогичный результат будет получен при автоматической дуговой сварке под слоем флюса.The pulse repetition rate was 380-420 Hz. As a consumable electrode, POWER BRIDGE 60M metal powder wire (TU 1274-021-11143754-2005) with a diameter of 1.2 mm was used, with a wire feed speed of 15 m / min, arc current 250-280 A, voltage 27.5 V, welding speed 1.5 m / min, shielding gas - 75% CO 2 + 25% Ar. Got a weld with a depth of 14 mm. (Figure 2). Then, automatic arc welding of the inner seam was carried out according to the known technology of automatic welding in shielding gases by POWER BRIDGE 60M metal cored wire with a diameter of 1.2 mm at a wire feed speed of 9 m / min, arc current 290 A, voltage 24 V, welding speed 0.4 m / min , shielding gas - 75% CO 2 + 25% Ar. A similar result will be obtained with automatic arc welding under a flux layer.
Макрошлиф одностороннего сварного соединения, выполненного при мощности лазерного излучения 12,5 кВт и использовании металлопорошковой проволоки POWER BRIDGE 60М диаметром 1,2 мм (Фиг.2).Macro section of a one-sided welded joint made with a laser radiation power of 12.5 kW and the use of POWER BRIDGE 60M metal-cored wire with a diameter of 1.2 mm (Figure 2).
Для анализа равномерности заполнения наплавленным металлом центральной части сварного соединения стыков прямошовных труб, на установке микрорентгеноспектрального анализа выполнен анализ содержания легирующих элементов, содержащихся в сварочной металлопорошковой проволоке. Результаты анализа металла лазерно-дугового шва в трех точках, а также типовой состав наплавленного металла при дуговой наплавке приведены в таблице 1.To analyze the uniformity of filling the welded joint of the joints of straight-line pipes in the central part of the welded joint with weld metal, an analysis of the content of alloying elements contained in the metal-cored wire was performed at the X-ray microanalysis unit. The results of the analysis of the metal of the laser-arc seam at three points, as well as the typical composition of the deposited metal during arc surfacing are shown in table 1.
Точка 1 - верхняя часть шва.Point 1 is the top of the seam.
Точка 2 - середина шва.Point 2 is the middle of the seam.
Точка 3 - нижняя часть шва.Point 3 - the lower part of the seam.
В ходе процесса лазерно-дуговой сварки проникновение электродного наплавленного металла происходит по всей высоте шва глубокого провара. Наименьшему выгоранию подвергается марганец, наибольшему - никель и титан, однако, содержание этих элементов достаточно для стабилизации механических свойств шва. При испытаниях ударной вязкости металла шва при температуре испытания -40°C получены результаты, приведенные в таблице 2.During the laser-arc welding process, the penetration of the electrode deposited metal occurs along the entire height of the deep weld seam. Manganese undergoes the smallest burn-out, nickel and titanium undergo the greatest, however, the content of these elements is sufficient to stabilize the mechanical properties of the weld. When testing the toughness of the weld metal at a test temperature of -40 ° C, the results are shown in table 2.
Ударная вязкость характеризует прочностные свойства сварного соединения, чем выше вязкость, тем выше прочностные свойства, что характеризует качество сварного шва стыков прямошовных труб из сталей повышенной прочности.Impact strength characterizes the strength properties of a welded joint, the higher the viscosity, the higher the strength properties, which characterizes the quality of the weld of joints of longitudinal joints of high-strength steels.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009137210/02A RU2412032C1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009137210/02A RU2412032C1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2412032C1 true RU2412032C1 (en) | 2011-02-20 |
Family
ID=46310000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009137210/02A RU2412032C1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2412032C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539256C1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" ООО "ЦЛТ" | Method of laser arc orbital welding |
CN104889569A (en) * | 2015-06-03 | 2015-09-09 | 广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院) | Pulse laser-arc composite welding method |
RU2660541C1 (en) * | 2017-07-04 | 2018-07-06 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of laser-arc welding of the formulated pipe stock joint |
RU2697532C1 (en) * | 2018-12-30 | 2019-08-15 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of laser-arc welding of pipes |
CN112756787A (en) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 武汉飞能达激光技术有限公司 | Bimetal composite pipe welding method and product thereof |
-
2009
- 2009-10-08 RU RU2009137210/02A patent/RU2412032C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539256C1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" ООО "ЦЛТ" | Method of laser arc orbital welding |
CN104889569A (en) * | 2015-06-03 | 2015-09-09 | 广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院) | Pulse laser-arc composite welding method |
CN104889569B (en) * | 2015-06-03 | 2017-10-20 | 广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院) | A kind of pulse laser arc hybrid welding method |
RU2660541C1 (en) * | 2017-07-04 | 2018-07-06 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of laser-arc welding of the formulated pipe stock joint |
RU2697532C1 (en) * | 2018-12-30 | 2019-08-15 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of laser-arc welding of pipes |
CN112756787A (en) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 武汉飞能达激光技术有限公司 | Bimetal composite pipe welding method and product thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2412032C1 (en) | Method of welding butts of longitudinal welded tubes from high-strength steels | |
CN1232673C (en) | Weld metals with superior low temperature toughness jfor joining high strength, low alloy steels | |
US9616527B2 (en) | Process for laser-arc hybrid welding aluminized metal workpieces | |
JP5827454B2 (en) | Laser / arc combined welding method and welded member manufacturing method using the welding method | |
RU2588978C2 (en) | Method for hybrid laser-arc welding of parts from aluminised steel with wire containing gamma-phase forming elements, and gas containing less than 10% nitrogen or oxygen | |
US10668550B2 (en) | Method for welding pipelines from high-strength pipes with controllable heat input | |
JP6011743B1 (en) | Method for manufacturing circumferential welded joint of low carbon martensitic stainless steel pipe | |
Turichin et al. | Influence of heat input and preheating on the cooling rate, microstructure and mechanical properties at the hybrid laser-arc welding of API 5L X80 steel | |
US8963047B2 (en) | Cored wire electrode | |
EP2954969B1 (en) | Multi-electrode electrogas arc welding method for thick steel plates and multi-electrode electrogas arc circumferential welding method for steel pipes | |
Hyatt et al. | Laser-assisted gas metal arc welding of 25-mm-thick HY-80 plate | |
Bolut et al. | Yb-fibre laser welding of 6 mm duplex stainless steel 2205 | |
Lahdo et al. | GMA-laser hybrid welding of high-strength fine-grain structural steel with an inductive preheating | |
Miranda et al. | Characterization of fiber laser welds in X100 pipeline steel | |
Zhang et al. | Weld morphology and mechanical properties in laser spot welding of quenching and partitioning 980 steel | |
CN109514086B (en) | Continuous tube all-position laser welding process method | |
KR20160029848A (en) | High fracture toughness welds in thick workpieces | |
CN104131154B (en) | A kind of tube-welding method for removing residual stress based on laser and pulsed magnetic | |
JP2003311321A (en) | Method for manufacturing high-strength uoe steel tube | |
Marônek et al. | Welding of steel sheets treated by nitrooxidation | |
RU2238828C1 (en) | High-strength steel electronic beam welding method | |
Poznyakov et al. | Laser-arc welding of high-strength steels with yield strength of more than 700 MPa | |
JP2014155948A (en) | Welded steel pipe for line pipe with excellent low-temperature toughness, and method of manufacturing the same | |
RU2229968C1 (en) | Method for welding tube butts at making pipelines | |
JP2014155949A (en) | Welded steel pipe for line pipe with excellent low-temperature toughness, and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151009 |