[发明专利]奥氏体不锈钢管线焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及焊接工艺，尤其涉及一种奥氏体不锈钢管线焊接工艺。

背景技术

奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种,在高温、极低温度(-196℃)下均具有优良的塑韧性、冷热加工性能和耐腐蚀性能。在海洋石油工程及液化天然气终端模块的工艺管线建造中，经常涉及到316或304系列奥氏体不锈钢管线的焊接。由于不锈钢在焊接时极容易出现氧化从而影响焊缝耐腐蚀性能，对于不锈钢管线的焊接需要谨慎处理，特别是封底焊接时管体内部需要充氩气保护防止根部氧化，对保护气体纯度要求严格。

对于不锈钢管线的接长工作，组对过程进行定位焊时，为了防止根部的氧化，目前业内采用的处理方法有两种：一种是首先对管线内部进行充氩气保护，然后组对时在根部进行定位焊，此种方式要求组对时进行位于管线内部的焊道背面充氩，操作难度较大，消耗氩气明显；另一种是采用搭桥方式，在坡口外侧进行定位焊，此方式要求封底焊接过程中将定位焊打磨干净，打磨耗时耗力，打磨飞溅对于管线内部的氩气纯度影响严重，等待保护气纯度恢复十分耗时，如果打磨处理不当，也较容易出现缺陷。特别对于大管径管线,目前的定位焊方式均会致使焊接工作效率较低且成本较高。

在针对不锈钢的传统充氩焊接方式的基础上，国际知名焊材厂家(如美国林肯和日本神钢)均研发了不锈钢免充氩焊接材料。该类焊接材料可以在不锈钢封底焊接时，实现背面免充氩保护，根部颜色满足相关标准要求。但是在采用该类焊材完成封底焊接后，由于坡口根部厚度只有3-4mm，根部焊道背面没有氩气保护，进行热焊道焊接会无法避免的对坡口根部焊道造成影响，这样坡口根部会出现严重氧化现象，从而影响了焊缝耐腐蚀性能。对于耐腐蚀性能要求极其严格的不锈钢工艺管线，该工艺存在明显的局限性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其是在坡口根部直接进行定位焊，且定位焊时无需背面充氩，封底焊接时无需打磨去除定位焊，且封底焊接过程中背面氩气纯度可逐步提高，热焊道焊接时背面氩气保护有效防止根部氧化，从而可避免组对时管线内部充氩，实现大批管线、管件集中高效组对，又可避免等待封底前背面氩气纯度达标的时间，还可避免打磨飞溅造成背面氩气纯度降低的问题，有效缩短不锈钢管线焊接时间，使坡口根部焊缝变色满足相关标准要求，焊接质量佳，节省打磨材料及保护气体，提高生产效率，降低生产成本。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步:在待焊接的管线端部预制焊接坡口；

第二步：组对焊接坡口后直接在坡口根部进行定位焊；

第三步：对待焊接的管线内部进行充氩保护；

第四步：进行封底焊接,封底焊接时将定位焊直接熔入焊缝；

第五步：进行热焊道焊接，完成后停止对位于管线内部的焊道背面的充氩保护；

第六步：完成填充盖面焊接；

第七步：对焊接件进行检验。

前述的奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其中，所述预制的焊接坡口为单边V字形或单边复合型坡口；该坡口的底端角度为55至65度，钝边尺寸为1至2mm，坡口组对间隙为2至4mm。

前述的奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其中，所述坡口的定位焊、封底焊、热焊道焊采用钨极氩弧焊焊接。

前述的奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其特征在于，所述封底焊接过程中管线内部氩气纯度逐步提高，在进行热焊道焊接时达到要求纯度。

前述的奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其中，所述定位焊和封底焊采用钨极氩弧焊焊接的工艺条件是，使用药芯焊丝型号为日本神钢TG-X316L或者日本神钢TG-X308L，焊丝直径为2.2mm，电流范围为75至100A，电压为10至12V，焊接速度为35至70mm/min，焊接保护气用99.99％以上纯度氩气；所述热焊道焊采用钨极氩弧焊焊接的工艺条件是，使用焊丝型号为TGS-316L或者TGS-308L，焊丝直径为2.0mm或2.4mm，焊丝直径为2.0mm时电流范围为80至120A，电压为10至13V，焊接速度为45至75mm/min；焊丝直径为2.4mm时电流范围为90至140A，电压为11至14V，焊接速度为50至80mm/min，焊接保护气用99.99％以上纯度氩气，热焊道完成后停止背面充氩保护。

前述的奥氏体不锈钢管线焊接工艺，其中，所述第三步对管线内部进行充氩保护是采用管线内部局部封堵方式进行充氩气保护，氩气纯度在99.99％以上。