[发明专利]一种管线钢双面埋弧免清根焊接工艺

说明书

技术领域

本发明属于管道埋弧自动焊技术领域，特别设计一种管线钢双面埋弧免清根焊接工艺。

背景技术

管线钢是一种低合金高强钢，主要应用于制造石油、天然气的输送管道及容器的热轧卷板或宽厚板，尤其是油气输送管道最常用的材料，其具有高强度、高韧性和良好的焊接性等综合性能，特别在海底油气输送管道领域有着广泛的应用。

埋弧焊技术是一种高效的焊接技术，常常使用在管道的自动焊接中，常规施焊时，通常需采用气体保护焊打底及埋弧填充盖面，但是该工艺操作复杂，焊接效率低，无法到达理想的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，能够在管线钢二接一焊接中获得更高的焊接质量同时，简化工序，无需背保及气保焊或手工打底，免清根，同时可以消除打底焊和清根引起的焊接缺陷，提高焊接效率，降低焊接成本。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，包括如下步骤：

采用机械加工方法将待焊接的管件切断、坡口，并对管件坡口附近进行除锈、除油及除污；

选取与母材匹配的焊材，包括干燥、无油、无锈的管线钢专用焊丝及对应的焊剂，焊接前将焊剂在300-350℃下保温2-4小时；

焊前预热，达到预热温度后进行焊接，并控制层间温度；

采用管子旋转焊接机头位置不变的5G工艺方法，先焊外坡口，后焊内坡口，背面不清根，外坡口采用多层多道焊，内坡口一道盖面焊；

外坡口根焊接时使用内对口器组对装配，保证背面穿透无缺陷；

焊接过程中，通过对焊枪位置、焊接参数等调整和控制，实现管线钢二接一环缝焊接；

焊后经过焊缝外观检测、X射线检测、超声波检测、超声波检测、拉伸强度及冲击韧性试验。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，管线钢埋弧焊坡口设计为双V型非对称坡口，坡口角度α的取值为60±5°、坡口角度β的取值为75±5°，钝边b的长度为3±1mm，无间隙，内坡口深度h’’为3±0.5mm；坡口加工过程中需要校正管子圆度，保证错边量c≤1.5mm。

前述的管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，焊前预热温度控制在≧80℃，并焊接过程中控制层间温度≦250℃，线能量在≦24KJ/cm，能够有效避免焊接裂纹产生，焊接时接线法为直流正接。

前述的管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，管线钢二接一环缝焊接时，外口埋弧根焊时无需背面保护，工艺参数为焊接电流400-450A，电弧电压26-28V，焊接速度550-600mm/min；填/盖工艺参数为焊接电流500-550A，电弧电压28-30V，焊接速度450-550mm/min；内口焊接时，保证焊缝内部焊透，工艺参数为焊接电流550-600A，电弧电压30-32V，焊接速度450-500mm/min，线能量控制在≦24KJ/cm。

前述的管线钢双面埋弧免清根焊接工艺，经过焊缝外观检测、X射线检测、超声波检测、拉伸强度及冲击韧性试验，证实焊缝成型良好，焊缝表面无明显的未融合、未焊透、咬边等宏观焊接缺陷，焊缝强度达母材强度的90%，内部无气孔、夹渣、裂纹等微观焊接缺陷。

本发明与现有技术相比具的有益效果为：

本发明采用埋弧自动焊对管线钢进行焊接，利用设计双面V型不对称坡口，先焊外口后焊内口，免清根，无背保工艺方法，外口多层多道焊，内口一道盖面焊，焊缝成形质量好，焊缝与母材圆滑过渡，表面无裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷；

本发明所涉及的技术方案，特别是在管径≧610mm，厚度≧16mm范围的管线钢二接一环缝焊接中，能够实现省去打底和清根工序，直接采用埋弧焊实现整个焊接过程，简化工序，提高焊接效率，保证焊接质量，解决管线钢焊接工作量大，质量控制要求高，焊接效率低，成本高等难题。

附图说明

图1为本发明中双V型不对称坡口形式图；

图2为本发明中焊缝焊道层次图；

图3为本发明中外口焊接采用下坡焊时焊枪位置图；

图4为本发明中内口焊接采用爬坡焊时焊枪位置图；

附图备注：

图1中α、β为坡口角度，t为管件厚度，h’为外坡口深度，h’’为内坡口深度，b为钝边厚度；图3、图4中箭头方向表示管子的旋转方向。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细叙述：