本發(fā)明涉及一種X80級管線鋼環(huán)形焊縫的焊接工藝，屬于管線鋼焊接
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：18.4mm厚X80級高強(qiáng)管線鋼，是國內(nèi)外建設(shè)石油和天然氣輸送管道廣泛采用的鋼種。我國已經(jīng)建成的“西氣東輸一線”、“西氣東輸二線”、“中緬原油管道”和正在建設(shè)的“西氣東輸三線”以及即將開工建設(shè)“西氣東輸四線”、“中俄原油管道”等都大量采用18.4mm厚X80級高強(qiáng)管線鋼。管口與管口組對而成的環(huán)形焊縫，是將一節(jié)一節(jié)管線鋼筒體，焊接成綿延幾十公里甚至幾千公里長度的石油或天然氣輸送管道的關(guān)鍵技術(shù)。目前，18.4mm厚X80級高強(qiáng)管線鋼管-管環(huán)形焊縫，工程中廣泛采用的是一種手工電弧焊+熔化極氣體保護(hù)焊的“組合焊接工藝”：根焊層(第一層)采用手工電弧焊工藝，熱焊層(第二層)、填充層(從第三層到第六層共計4層)和蓋面層(第七層)都是采用的普通熔化極氣體保護(hù)焊接工藝。圖1是該組合焊接工藝7個焊層的示意圖。但該“組合焊接工藝”需要采用兩套焊接設(shè)備(分別為手工電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊)和兩套焊槍(手工焊槍和氣體保護(hù)焊槍)，且一共需要焊接七層才能夠?qū)⒑缚p填滿并獲得滿足使用性能要求的焊接接頭，存在勞動強(qiáng)度大、焊接效率低、焊接質(zhì)量受人為因素影響不夠穩(wěn)定等不足，不能適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)高速高效、綠色環(huán)保的發(fā)展要求。在專利CN104959712A中提出了一種“管線鋼環(huán)焊縫自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊焊接工藝”。圖2是該自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊的接頭示意圖。該工藝的主要特點是：接頭坡口角度在焊接工藝允許的范圍內(nèi)盡可能的??；焊前對坡口附近150mm范圍內(nèi)母材進(jìn)行預(yù)熱，采用熔化極氣體保護(hù)焊進(jìn)行根焊打底；采用自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊進(jìn)行熱焊；采用自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊完成其余焊道的填充和蓋面，當(dāng)焊接處坡口開口寬度超過12mm時，采用2道焊，超過20mm時采用3道焊。該工藝的不足之處在于：采用單V型坡口，增大了坡口的總橫截面積，也就增加了金屬的填充量，因此一共需要焊接11道次才能夠?qū)⒑缚p完全填滿并獲得滿意的接頭質(zhì)量，在一定程度上降低了焊接生產(chǎn)率。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有的18.4mm厚X80級高強(qiáng)管線鋼管-管環(huán)形焊縫“組合焊接工藝”需要2套不同的焊接設(shè)備、生產(chǎn)效率低的不足，以及克服“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”填充金屬量大、焊接道次多、生產(chǎn)效率低等不足，本發(fā)明提供一種18.4mm厚APIX80級高強(qiáng)管線鋼管-管環(huán)形焊縫的“2單+3雙焊接工藝”，該工藝總共需要焊接5層(或5道次焊縫)，焊縫填充量小，不僅具有很高的焊接生產(chǎn)效率，而且僅需要一套焊接系統(tǒng)就可以完成整個焊道的施工，還可以實現(xiàn)全自動化操作，降低勞動強(qiáng)度和人為因素對焊接質(zhì)量的不利影響，為我國X80級高強(qiáng)管線鋼的高效優(yōu)質(zhì)焊接提供參考。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種X80級管線鋼環(huán)形焊縫的焊接工藝，工藝步驟如下：(1)準(zhǔn)備母材：采用壁厚為18.4mm、管徑為1219mm的X80鋼管；(2)準(zhǔn)備焊絲：采用直徑為2.0mm的自保護(hù)藥芯焊絲，牌號為AWSA5.29E81T8-Ni2；(3)除銹：利用鋼絲刷或砂輪去除接頭區(qū)域附近的鐵銹；(4)銑邊：第一個V型坡口角度為30°，第二個V型坡口角度為20°，鈍邊約1.5～2.0mm；(5)除油：用脫脂棉蘸取丙酮除去坡口和焊縫兩側(cè)的油污；(6)組對：將兩管段在轉(zhuǎn)胎上組對好，管與管之間的間隙控制在1.5mm以內(nèi)；(7)點固：用串列雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接工藝中的任一絲對兩管段進(jìn)行點焊固定，共計四個點固位置，呈十字分布在焊管上；(8)焊縫對中：啟動轉(zhuǎn)胎，調(diào)整焊槍角度使之對中焊縫，調(diào)節(jié)焊槍與工件之間的夾角為60°～70°；(9)預(yù)熱：采用氧乙炔火焰加熱法預(yù)熱根焊區(qū)及其附近區(qū)域，預(yù)熱溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測預(yù)測溫度；(10)根焊：根焊層僅采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲施焊，焊接電流為220～250A，電弧電壓為25～30V，焊接速度為0.8～1.0m/min-1；(11)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺；(12)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱熱焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度；(13)熱焊：熱焊層僅采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的后絲施焊，焊接電流為220～250A，電弧電壓為25～30V，焊接速度為0.5～0.8m/min-1；(14)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺；(15)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱第一填充焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度；(16)填充焊1：第一填充層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.5m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V；(17)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺；(18)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱第二填充焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度；(19)填充焊2：第二填充層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.45m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V；(20)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺；(21)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱蓋面焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度；(22)蓋面焊：蓋面層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.4m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V。該發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明工藝可以在確保焊接質(zhì)量滿足使用性能要求的同時，提高焊接生產(chǎn)效率，減少焊接材料的使用且可降低焊工勞動強(qiáng)度，減少人為因素的不利影響，提升焊接質(zhì)量，節(jié)約焊接成本。附圖說明圖1、現(xiàn)有技術(shù)中的7焊層“組合焊接工藝”的接頭示意圖；圖2、現(xiàn)有技術(shù)中的6焊層“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”的接頭示意圖；圖3、本發(fā)明實施例中所選用的窄間隙雙V型坡口的示意圖；圖4、本發(fā)明實施中的5焊層“2單+3雙焊接工藝”的接頭示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行描述，以便更好地理解本發(fā)明。實施例下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，本實施例中的工藝如下：(1)母材：壁厚為18.4mm、管徑為1219mm的X80鋼管，主要化學(xué)成分如表1所示。表1母材的化學(xué)成分(2)焊絲：采用直徑為2.0mm的自保護(hù)藥芯焊絲，牌號為AWSA5.29E81T8-Ni2，該焊接材料的主要化學(xué)成分和力學(xué)性能指標(biāo)如表2和表3所示。表2焊絲的化學(xué)成分(wt％)表3焊絲的力學(xué)性能Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(％)KV2(J)≥470550-690≥19≥27(-30℃)(3)除銹：利用鋼絲刷或砂輪去除接頭區(qū)域附近的鐵銹。(4)銑邊：第一個V型坡口角度為30°，第二個V型坡口角度為20°，鈍邊約1.5～2.0mm，如圖3所示。(5)除油：用脫脂棉蘸取丙酮除去坡口和焊縫兩側(cè)的油污。(6)組對：將兩管段在轉(zhuǎn)胎上組對好，管與管之間的間隙控制在1.5mm以內(nèi)。(7)點固：用串列雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接工藝中的任一絲對兩管段進(jìn)行點焊固定，共計四個點固位置，呈十字分布在焊管上。(8)焊縫對中：啟動轉(zhuǎn)胎，調(diào)整焊槍角度使之對中焊縫，調(diào)節(jié)焊槍與工件之間的夾角為60°～70°。(9)預(yù)熱：采用氧乙炔火焰加熱法預(yù)熱根焊區(qū)及其附近區(qū)域，預(yù)熱溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測預(yù)測溫度。(10)根焊：根焊層僅采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接：系統(tǒng)中的前絲施焊，焊接電流為220～250A，電弧電壓為25～30V，焊接速度為0.8～1.0m/min-1。(11)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺。(12)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱熱焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度。(13)熱焊：熱焊層僅采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的后絲施焊，焊接電流為220～250A，電弧電壓為25～30V，焊接速度為0.5～0.8m/min-1。(14)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺。(15)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱第一填充焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度。(16)填充焊1：填充第一層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.5m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V。(17)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺。(18)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱第二填充焊區(qū)及其附近區(qū) 域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度。(19)填充焊2：填充第二層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.45m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V。(20)除去藥皮和夾雜：利用砂輪和鋼絲刷去除焊縫區(qū)和坡口兩側(cè)的藥皮、夾雜和飛濺。(21)控制層間溫度：采用氧乙炔火焰加熱法加熱蓋面焊區(qū)及其附近區(qū)域，層間溫度控制在120℃～150℃，用手持式遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測層間溫度。(22)蓋面焊：蓋面層采用雙絲熔化極氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)中的前絲和后絲同時施焊，焊接速度為0.3～0.4m/min-1，前絲焊接電流為200～230A，電弧電壓為25～30V，后絲焊接電流為180～210A，電弧電壓為28～32V，所獲得的產(chǎn)品圖如圖4所示。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3