[发明专利]管线钢制管焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉属焊接技术领域，特别涉及到管线钢制管焊接工艺。

背景技术

近年来，石油公司长输主管线建成后的支线建设方兴未艾，管线需求主要集中于薄壁厚钢管，针对直缝埋弧焊管JCOE制管工艺，即焊接采用“预焊（Ar+CO₂混合气体保护焊或CO₂气体保护焊）+精焊（内外埋弧焊）”。针对12mm≤壁厚≤15mm直缝管线钢埋弧焊接时，制管厂均采用三丝焊，其优点在于焊接线能量小，焊缝力学性能良好，但是焊缝成型宽度较窄，焊缝边缘不饱满外观缺陷较多，特别是外焊缝中间容易出现鱼脊背，使得钢管在进行外防腐时，由于焊缝过渡不平滑，导致防腐层破裂需重新防腐，这样既影响了焊接质量，又大大增加了防腐难度和防腐成本。

针对12mm≤壁厚≤15mm直缝管线钢制管工艺，目前国内采用的为铣边内外坡口尺寸基本均分、内外埋弧三丝焊、焊丝直径均等的制管工艺，但常出现外焊缝余高超高、焊缝外观存在鱼脊背的工艺问题。由于受材质和壁厚的影响，内外焊采用三丝焊，而铣边内外坡口上下均等，但由于JCOE成型工艺，使得外坡口存在一道预焊缝，这样外坡口尺寸就会偏小，使得焊缝宽度较窄、高度较高、边缘不齐的现象，大大影响焊接和防腐质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管线钢制管焊接工艺，该工艺通过优化铣边坡口参数、焊接规范及焊丝匹配，可以提高焊接质量以及焊缝的美观度。

管线钢制管焊接工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：

（1）管线钢钢板开双边X型坡口，内外坡口角度45°，钝边尺寸控制在5.0mm～6.0mm，铣后外坡口斜面长度比内坡口斜面长度大2mm～3mm；

（2）然后管线钢板边两侧各50mm范围内的母材进行除锈；

（3）预焊：采用脉冲焊接电源的Ar+CO₂混合气体保护焊；焊接工艺参数为：焊接电压22～26V，焊接电流700A～800A，焊接速度3.5m/min～4.0m/min，焊接热输入量控制在2.6KJ/cm～3.3KJ/cm，保护气体流量75L/min～85L/min，匹配不低于母材强度的实芯焊丝；

（4）精焊：采用多丝埋弧焊，焊接顺序为先内焊后外焊，焊丝直径不均等，内焊采用小的焊接规范、外焊采用大的焊接规范，焊接热输入控制在27KJ/cm～30KJ/cm，埋弧焊匹配不低于母材强度的实芯焊丝和烧结焊剂。

管线钢钢板的壁厚范围为：12mm≤壁厚≤15mm

步骤（2）所述的除锈是用钢丝刷将钢板两侧50mm范围母材表面的铁锈清除干净，使其露出金属光泽。

步骤（3）所述的Ar+CO₂混合气体保护焊工艺采用脉冲焊接电源。

步骤（4）所述的精焊采用多丝埋弧焊指的是内外埋弧焊都采用四丝焊，内外焊前后丝直径不相同，一、二丝为?4mm，三、四丝为?2.4mm。

本发明的积极效果为：

1、本发明将焊缝余高控制在2.5mm以内，既保证了焊缝的力学性能，又有效的提高焊缝的外观形貌，消除了鱼脊背。

2、本发明有效的保证了焊缝的内在质量和力学性能，焊缝及HAZ冲击韧性在-20℃时均能达到100J以上。

3、本发明降低了防腐成本，且生产成本低、适用性强，便于推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例一

（1）选取管线钢钢管规格为?914×12.5，材质L415M；内外坡口角度45°，钝边尺寸5mm，铣后外坡口斜面长度比内坡口斜面长度大2mm；

（2）将第一步得到的管线钢板用钢丝刷将钢板两侧50mm范围内母材表面的铁锈清除干净，使其露出金属光泽；

（3）预焊：采用脉冲焊接电源的Ar+CO₂混合气体保护焊，Ar与CO₂的体积百分比为80%：20%；焊接工艺参数为：焊接电压24V，焊接电流700A，焊接速度4.0m/min，焊接热输入量2.8KJ/cm，保护气体流量75L/min～85L/min；采用的焊丝为CHW-50C8，直径3.0mm。

（4）精焊：采用四丝埋弧焊，焊接顺序为先内焊后外焊，内外焊一、二丝为?4mm，三、四丝为?2.4mm。内外焊焊接规范如下：

表1?914×12.5焊接规范