[发明专利]一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺

说明书

本发明公开了一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺，属于钢管焊接领域。该X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，满足CE_Pcm≤0.20；其中，在坡口加工工序中，在接头处开单面V形坡口，坡口角度为22±1°，钝边长度为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙宽度为2.5～3.5mm；在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8‑G自保护药芯焊丝，每个焊接道数分别为1、1、2、2、2。本发明通过对X80级管线钢管化学成分及焊接工艺参数进行改进，提高了X80级管线钢管环焊缝的冲击韧性。

技术领域

本发明涉及钢管焊接领域，特别涉及一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺。

背景技术

长输管道是将天然气从偏僻的开采地向最终的用户端输送的重要方式，它由一节一节管线钢管焊接而成。其中，管口与管口焊接而形成的环焊缝在整个管道建设中起着至关重要的作用，环焊缝性能的稳定是管道施工效率和运营安全的重要保障。而，冲击韧性是环焊缝性能的重要技术指标，它决定了环焊缝的止裂能力并对管线的安全服役有重要影响。

基于当前管道施工的特点，自保护药芯焊丝半自动焊接工艺由于其自保护的特性，比手工焊条电弧焊更高的熔敷速度以及对施工方装备要求较低，操作人员容易掌握等诸多优点，成为管道现场环焊缝焊接的使用较为广泛的一种焊接方法。

随着冶金工业的发展，越来越多高等级的管线钢管被应用到长输管道的建设中，同一级别的管线钢管合金成分在不同时期也有了较大的改动。在进行西气东输三线工程用Φ1219×18.4mm规格X80级管线钢管环焊缝性能试验的过程中，发现焊接不同合金成分的X80级管线钢管时，焊接接头的冲击韧性很不稳定，冲击值离散性大，出现了大量的不合格焊缝。

由于在焊接过程，管线钢管中的合金元素会稀释到环焊缝中，并对环焊缝冷却过程的微观组织产生影响，进而影响环焊缝的冲击韧性。因此如何通过优化管线钢管的合金成分来减小其对环焊缝金属性能的影响，提高X80级管线钢管自保护药芯焊丝半自动焊焊缝韧性，是目前管线钢管焊接技术领域亟待解决的一个难题。

发明内容

为了解决现有技术X80级管线钢管的环焊缝冲击韧性不稳定，冲击值离散性大的问题，本发明实施例提供了一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺。所述技术方案如下：

一种X80级管线钢管环焊缝的焊接工艺，该X80级管线钢管的化学成分的质量百分比为：C：0.03～0.07％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.50～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.10～0.30％，Mo：0.08～0.30％，Ni：0.10～0.30％，Al：0.01～0.05％，Cu：≤0.30％，Nb：0.03～0.08％，Ti：0.010～0.025％，V：≤0.03％，B：≤0.0005％，余量为Fe和不可避免的其他杂质，且满足CE_Pcm≤0.20；

所述焊接工艺步骤主要包括：准备母材、除锈、坡口加工、组对、预热、根焊、热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊，且在焊接过程中要控制层间温度；

其中，在坡口加工工序中，在接头处开单面V形坡口，坡口角度为22±1°，钝边长度为0.5～1.5mm，管口与管口之间的间隙宽度为2.5～3.5mm；

在热焊、第1填充焊、第2填充焊、第3填充焊与盖面焊工序中，所采用的焊材均为E91T8-G自保护药芯焊丝，焊丝直径为2.0mm；焊接工艺参数为：焊接电流为180～240A、焊接电压为18～22V，焊接速度为100～200mm/min；