一種降低x80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及管道焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，包括預(yù)熱、焊接和焊后熱處理步驟。采用較高的預(yù)熱溫度以減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，同時(shí)也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性。焊后立即進(jìn)行熱處理，先高溫加熱后緩慢冷卻并保溫，以消除焊后殘余應(yīng)力，促使殘余氫的擴(kuò)散外溢。這樣可以減少由于拘束應(yīng)力和淬硬組織造成的冷裂紋。
【專利說明】一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油工業(yè)的發(fā)展，管道輸送油氣以其安全、經(jīng)濟(jì)、高效而飛速發(fā)展，隨著天然氣輸送壓力的增高管線鋼的鋼級(jí)也隨著升高。X80管線鋼已在西氣東輸支線工程試驗(yàn)段小規(guī)模成功應(yīng)用，下一步計(jì)劃在天然氣長(zhǎng)輸管道工程上大量使用。X80是一種超低碳、微合金高強(qiáng)鋼，是一種性能優(yōu)良的管線鋼材料有良好的應(yīng)用前景。然而，由于高鋼級(jí)管線鋼從成分設(shè)計(jì)到組織狀態(tài)相對(duì)于低鋼級(jí)管線鋼有較大差異，其焊接應(yīng)用技術(shù)相對(duì)不成熟，其中最容易產(chǎn)生的缺陷是焊接冷裂紋。冷裂紋的存在會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的破壞，進(jìn)而引起各種事故的發(fā)生。西氣東輸管道的安全運(yùn)行關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈，一旦發(fā)生事故，不僅會(huì)給國(guó)計(jì)民生帶來巨大的損失，還會(huì)給社會(huì)和生態(tài)環(huán)境造成極其嚴(yán)重的影響。因此深入研究高鋼級(jí)管線鋼冷裂紋的形成機(jī)理，在焊接過程中選用合適的焊接工藝來防止冷裂紋的產(chǎn)生是高鋼級(jí)管線鋼焊接領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的 目的在于提供一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于焊接工藝制定不佳造成的產(chǎn)生冷裂紋的技術(shù)問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，包括以下步驟:
步驟I，預(yù)熱:
將預(yù)熱溫度設(shè)定在120°c~150°c，預(yù)熱寬度設(shè)定在130mnTl60mm，并延長(zhǎng)焊縫兩側(cè)的保溫時(shí)間；
步驟2,焊接:
采用焊條電弧焊根焊與自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊填充蓋面相配合的方法進(jìn)行對(duì)接環(huán)焊，分別進(jìn)行根部焊、填充焊和蓋面焊；
步驟3，焊后熱處理:
焊接完成后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部焊后熱處理，先高溫加熱到600°C然后緩慢冷卻到200°C保溫4小時(shí)。
[0005]所述對(duì)接環(huán)焊采用V型坡口，坡口角度為55°~65°，鈍邊高度為1.2mnTl.5mm，對(duì)口間隙為 2.5mm^3mm。
[0006]所述對(duì)接環(huán)焊先進(jìn)行根部焊I層，然后填充焊4層，最后蓋面焊I層。
[0007]進(jìn)行所述根部焊和填充焊時(shí)，焊條直徑Φ1.2mm，焊接的電流為100A~120A，電壓18疒 22V，焊接速度為 16cm/mirT22cm/min。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用較高的預(yù)熱溫度以減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，同時(shí)也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性。較高的預(yù)熱溫度可以減少焊接區(qū)域與被焊工件之間的溫度差，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面，降低了焊接應(yīng)變速率。焊后立即進(jìn)行熱處理，先高溫加熱后緩慢冷卻并保溫，以消除焊后殘余應(yīng)力，促使殘余氫的擴(kuò)散外溢。這樣可以減少由于拘束應(yīng)力和淬硬組織造成的冷裂紋。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例選用管徑為Φ 1016mm，管壁厚度為18.4mm的X80管線鋼。
[0010]實(shí)施例1
選擇采用V型坡口，坡口角度55°，鈍邊高度1.2_，對(duì)口間隙2.5_。預(yù)熱溫度設(shè)定在120°C，預(yù)熱寬度設(shè)定在130mm，并延長(zhǎng)焊縫兩側(cè)的保溫時(shí)間，用以增加保溫厚度。采用低氫型焊條進(jìn)行根部焊，采用自保護(hù)藥芯焊絲進(jìn)行填充焊和蓋面焊。進(jìn)行根部焊和填充焊時(shí)，電流為100A，電壓為18V，焊接速度為16cm/min。進(jìn)行蓋面焊時(shí)，電流為120A，電壓為18V，焊接速度為5cm/min。焊接完成后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部焊后熱處理，先高溫加熱到600°C，然后緩慢冷卻到200 0C保溫4小時(shí)。
[0011]實(shí)施例2
選擇采用V型坡口，坡口角度60°，鈍邊高度1.5mm，對(duì)口間隙3mm。預(yù)熱溫度設(shè)定在140°C，預(yù)熱寬度設(shè)定在150mm，并延長(zhǎng)焊縫兩側(cè)的保溫時(shí)間，用以增加保溫厚度。采用低氫型焊條進(jìn)行根部焊，采用自保護(hù)藥芯焊絲進(jìn)行填充焊和蓋面焊。進(jìn)行根部焊和填充焊時(shí)，電流為110A，電壓為20V，焊接速度為18cm/min。進(jìn)行蓋面焊時(shí)，電流為130A，電壓為20V，焊接速度為8cm/min。焊接完成后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部焊后熱處理，先高溫加熱到600°C，然后緩慢冷卻到200 0C保溫4小時(shí)。
[0012]實(shí)施例3
選擇采用V型坡口，坡口角度65°，鈍邊高度1.5mm，對(duì)口間隙3mm。預(yù)熱溫度設(shè)定在150°C，預(yù)熱寬度設(shè)定在160mm，并延長(zhǎng)焊縫兩側(cè)的保溫時(shí)間，用以增加保溫厚度。采用低氫型焊條進(jìn)行根部焊，采用自保護(hù)藥芯焊絲進(jìn)行填充焊和蓋面焊。進(jìn)行根部焊和填充焊時(shí)，電流為120A，電壓為22V，焊接速度為22cm/min。進(jìn)行蓋面焊時(shí)，電流為140A，電壓為22V，焊接速度為12cm/min。焊接完成后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部焊后熱處理，先高溫加熱到600°C，然后緩慢冷卻到200°C保溫4小時(shí)。
[0013]參照GB4675.1斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法，對(duì)上述三例進(jìn)行裂紋率檢測(cè)，檢測(cè)裂紋可用肉眼和放大鏡來觀察焊接接頭的表面和斷面上是否存在裂紋。檢測(cè)結(jié)果表明，裂紋率僅為0.8%~4.5%，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的焊接工藝16%~35%裂紋率的焊接結(jié)果，完全滿足西氣東輸工程用Χ80等級(jí)管線鋼焊接標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0014]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，預(yù)熱: 將預(yù)熱溫度設(shè)定在120°c?150°c，預(yù)熱寬度設(shè)定在130mnTl60mm，并延長(zhǎng)焊縫兩側(cè)的保溫時(shí)間； 步驟2,焊接: 采用焊條電弧焊根焊與自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊填充蓋面相配合的方法進(jìn)行對(duì)接環(huán)焊，分別進(jìn)行根部焊、填充焊和蓋面焊； 步驟3，焊后熱處理: 焊接完成后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部焊后熱處理，先高溫加熱到600°C然后緩慢冷卻到200°C保溫4小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，其特征在于，所述對(duì)接環(huán)焊采用V型坡口，坡口角度為55°飛5°，鈍邊高度為1.2mnTl.5mm，對(duì)口間隙為2.5mm?3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，其特征在于，所述對(duì)接環(huán)焊先進(jìn)行根部焊I層，然后填充焊4層，最后蓋面焊I層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，其特征在于，進(jìn)行所述根部焊和填充焊時(shí)，焊條直徑Φ1.2mm，焊接的電流為IOOA?120A，電壓18疒22V，焊接速度為 16cm/min ?22cm/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低X80管線鋼焊接冷裂敏感性的工藝，其特征在于，進(jìn)行所述蓋面焊時(shí)，焊絲直徑Φ 1mm，焊接的電流為120A?140A，電壓為18疒22V，焊接速度為5cm/min?12cm/min。
【文檔編號(hào)】B23K9/23GK103586569SQ201310523648
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】嚴(yán)春妍, 祁帥, 史志丹, 紀(jì)秀林 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)