專利名稱：一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高強度管線鋼焊接技術領域，具體的說是一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，涉及一種高強管線鋼X120埋弧焊縱焊縫的焊接工藝。
背景技術：
用于運輸石油天然氣的管線鋼，從上世紀70年代開始投入使用)(65，80年代X70鋼被引入工程建設，90年代末生產出X80鋼管，一直到目前研制的XlOO和X120鋼，其強度逐漸發(fā)展到IOOOMPa以上。使用高強和超高強管線鋼不僅可以降低建設高壓輸氣管線的成本，而且可以提高輸送天然氣的效率，節(jié)省運行費用，是當前及未來管線鋼發(fā)展的要求和趨勢，這就要求高級管線鋼具有良好的焊接性能。我國自2005年以后出現超高強度管線鋼X100/X120的研制報道，2006年10月，寶鋼在新投產的5000mm寬厚板軋機上成功試制出超高強度X120管線鋼板，目前尚處于設計階段的西氣東輸三線主干線擬建設X100/X120級管線鋼的試驗段。對于目前高強度管線鋼X120的焊接，還沒一個可供參考的焊接工藝。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提出一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，無焊前預熱，無焊后熱處理，不控制層間溫度，焊接接頭具有優(yōu)良的綜合性能和良好的沖擊韌性儲備。本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是
一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，⑴高強管線鋼化學組分及重量百分比為C0. 04-0. 06%, Si 0. 08-0.10%, Mn :1. 2-2. 0%, Nb+V+Ti+Zr: 0. 09-0. 10%, Mo :0. 2-0. 4%,Ni+Cr+Cu :0. 8-1. 2%，P彡0. 004%, S彡0. 001%，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼的碳當量Ceq 彡 0. 53%, Pcm 彡 0. 22% ；
⑵所用焊絲化學組分及重量百分比為:C :0. 08%, Mn :1. 75%，Si :0. 80%, S :0. 003%, P 0. 010%, Cu 0. 138%, Cr :0. 41%, Mo :0. 53%, Ni :2. 22%, Al :0. 011%, Ti :0. 05%, V :0. 015，Zr<0. 01%，余量為!^e和不可避免的雜質；
⑶埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90°，鈍邊4. 8mm,在室溫環(huán)境下焊接，無預熱，不控制層間溫度，焊接熱輸入量是21 kj/cm，焊接電流450-800A，電弧電壓32-38V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。本發(fā)明進一步限定的技術方案是
前述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，焊絲直徑為4mm，選用的焊劑牌號為OKFlux 10.62。前述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，焊劑烘焙制度為350°C X !。前述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，對厚度為12. 7mm+12. 7mm組合鋼管埋弧焊縱焊對接接頭采用內外三絲埋弧焊，一次成型。
焊接預熱溫度及層間溫度的設定為了滿足管線鋼實際現場焊接效率的要求，在進行高級管線鋼設計時已經考慮了其焊接性能。通常用碳當量參數Ceq、Pcm來衡量其焊接性能。高級別管線鋼都有較好的碳當量值，在焊接工藝適當時，能夠避免產生較大的焊接缺陷，滿足相關的性能指標要求。因此不進行預熱及不控制層間溫度，也未發(fā)現其存在焊接缺陷，對焊接接頭進行顯微觀察也未發(fā)現顯微缺陷。焊接材料的設定在選用焊接材料時，首先考慮的是焊縫金屬的強度和-30°C沖擊韌性與基材匹配，本發(fā)明的焊絲配燒結焊劑OK Flux 10. 62，形成的焊縫金屬純凈度高，且焊縫組織以細小的針狀鐵素體為主，強韌性兼具；所選用埋弧焊絲配焊劑OK Flux10. 62熔敷金屬的力學性能抗拉強度Rm彡940MPa,屈服強度RpO. 2彡890MPa,延伸率A 彡 15%，-40°C沖擊功 AKv 彡 47J。焊接熱輸入量的設定由于焊接熱輸入量變化將影響焊接熱循環(huán)過程，由此將對焊接接頭焊縫金屬和熱影響區(qū)的組織和力學性能帶來影響。通過本發(fā)明的焊絲，當焊接線能量輸入為21 kj/cm時，焊接接頭熱影響區(qū)的各項性能均能滿足其性能指標要求。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能解決埋弧焊焊接工藝與匹配材料問題，無焊前預熱，無焊后熱處理，不控制層間溫度，采用本發(fā)明方法焊接X120管鋼，焊接接頭具有優(yōu)良的綜合性能，焊接接頭各區(qū)域具有良好的沖擊韌性儲備及安全富裕度。本發(fā)明實現了管線用鋼X120鋼管縱焊的對接，采用三絲埋弧工藝焊接，接頭表面成型良好，具有優(yōu)良的綜合力學性能，焊縫及焊接熱影響區(qū)具有良好的沖擊韌性，能滿足X120級別管線鋼的性能指標要求。
具體實施例方式實施例1
本實施例為一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，⑴高強管線鋼化學組分及重量百分比為C :0. 04%, Si :0. 08%, Mn :1. 90%, Nb+V+Ti+Zr: 0. 09%, Mo :0. 2%, Ni+Cr+Cu :0. 8%,P :0. 004%, S :0. 001%，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼的碳當量Ceq :0. 53%, Pcm :0. 22% ；⑵所用焊絲化學組分及重量百分比為:C :0. 08%, Mn :1. 75%，Si :0. 80%, S :0. 003%, P
0.010%, Cu 0. 138%, Cr :0. 41%, Mo :0. 53%, Ni :2. 22%, Al :0. 011%, Ti :0. 05%, V :0. 015，Zr<0. 01%，余量為Fe和不可避免的雜質；焊絲直徑為4mm，選用的焊劑牌號為OK Flux10. 62 ；焊劑烘焙制度為3500C X2h ；
⑶埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90 °，鈍邊4. 8mm,在室溫環(huán)境下焊接，無預熱，不控制層間溫度，焊接熱輸入量是21 kJ/cm，焊接電流450A，電弧電壓32V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。對厚度為12. 7mm+12. 7mm組合鋼管埋弧焊縱焊對接接頭采用內外三絲埋弧焊，一次成型。實施例2
本實施例為一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，⑴高強管線鋼化學組分及重量百分比為C :0. 05%, Si :0. 09%, Mn :1. 80%, Nb+V+Ti+Zr: 0. 095%, Mo :0. 3%, Ni+Cr+Cu
1.0%，P :0. 003%, S :0. 0009%，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼的碳當量Ceq :0. 50%, Pcm 0. 21% ；⑵所用焊絲化學組分及重量百分比為:C :0. 08%, Mn :1. 75%，Si :0. 80%, S :0. 003%, P
0.010%, Cu 0. 138%, Cr :0. 41%, Mo :0. 53%, Ni :2. 22%, Al :0. 011%, Ti :0. 05%, V :0. 015，Zr<0. 01%，余量為Fe和不可避免的雜質；焊絲直徑為4mm，選用的焊劑牌號為OK Flux10. 62 ；焊劑烘焙制度為3500C X2h ；
⑶埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90 °，鈍邊4. 8mm,在室溫環(huán)境下焊接，無預熱，不控制層間溫度，焊接熱輸入量是21 kj/cm，焊接電流600A，電弧電壓35V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。對厚度為12. 7mm+12. 7mm組合鋼管埋弧焊縱焊對接接頭采用內外三絲埋弧焊，一次成型。實施例3
本實施例為一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，⑴高強管線鋼化學組分及重量百分比為C 0. 06%, Si 0. 10%, Mn 1. 60%, Nb+V+Ti+Zr: 0. 10%, Mo :0. 4%, Ni+Cr+Cu
1.2%，P 0. 002%, S 0. 0005%，余量為Fe和不可避免的雜質；鋼的碳當量Ceq :0. 51%, Pcm 0. 21% ；
⑵所用焊絲化學組分及重量百分比為:C :0. 08%, Mn :1. 75%，Si :0. 80%, S :0. 003%, P 0. 010%, Cu 0. 138%, Cr :0. 41%, Mo :0. 53%, Ni :2. 22%, Al :0. 011%, Ti :0. 05%, V :0. 015，01%，余量為!^e和不可避免的雜質；焊絲直徑為4mm，選用的焊劑牌號為OK Flux10. 62 ；焊劑烘焙制度為3500C X2h ；
⑶埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90°，鈍邊4. 8mm，在室溫環(huán)境下焊接，無預熱，不控制層間溫度，焊接熱輸入量是21 kJ/cm，焊接電流800A，電弧電壓38V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。對厚度為12. 7mm+12. 7mm組合鋼管埋弧焊縱焊對接接頭采用內外三絲埋弧焊，一次成型。實施例的焊接接頭的沖擊韌性試驗結果如下表表1
由表1可知，通過采用本發(fā)明的焊接工藝，焊接X120鋼板焊接接頭各區(qū)域具有良好的沖擊韌性儲備及安全富裕度。 除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，其特征在于(1)所述高強管線鋼化學組分及重量百分比為:C :0. 04-0. 06%, Si :0. 08-0. 10%, Mn 1.2-2.0%, Nb+V+Ti+Zr: 0.09-0. 10%, Mo :0.2-0.4%, Ni+Cr+Cu :0.8-1.2%, P 彡 0. 004%,S彡0. 001%，余量為!^e和不可避免的雜質；鋼的碳當量Ceq ( 0. 53%, Pcm ( 0. 22% ；⑵所用焊絲化學組分及重量百分比為:C :0. 08%, Mn :1. 75%，Si :0. 80%, S :0. 003%, P 0. 010%, Cu 0. 138%, Cr :0. 41%, Mo :0. 53%, Ni :2. 22%, Al :0. 011%, Ti :0. 05%, V :0. 015，Zr<0. 01%，余量為!^e和不可避免的雜質；⑶埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90°，鈍邊4. 8mm,在室溫環(huán)境下焊接，無預熱，不控制層間溫度，焊接熱輸入量是21 kj/cm，焊接電流450-800A，電弧電壓32-38V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。
2.如權利要求1所述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，其特征在于所述焊絲直徑為4mm，選用的焊劑牌號為OK Flux 10. 62。
3.如權利要求2所述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，其特征在于所述焊劑烘焙制度為350°c X !。
4.如權利要求1所述的高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，其特征在于對厚度為.12. 7mm+12. 7mm組合鋼管埋弧焊縱焊對接接頭采用內外三絲埋弧焊，一次成型。
全文摘要
本發(fā)明屬于高強度管線鋼焊接技術領域，是一種高強管線鋼埋弧焊縱焊縫的焊接工藝，高強管線鋼化學組分C0.04-0.06%，Si0.08-0.10%，Mn1.2-2.0%，Nb+V+Ti+Zr0.09-0.10%，Mo0.2-0.4%，Ni+Cr+Cu0.8-1.2%，P≤0.004%，S≤0.001%，余量為Fe；鋼的碳當量Ceq≤0.53％，Pcm≤0.22%；焊絲化學組分C0.08%，Mn1.75%，Si0.80%，S0.003%，P0.010%，Cu0.138%，Cr0.41%，Mo0.53%，Ni2.22%，Al0.011%，Ti0.05%，V0.015，Zr<0.01%，余量為Fe；埋弧焊采用X型坡口，坡口角度為90°，鈍邊4.8mm，焊接熱輸入量是21kJ/cm，焊接電流450-800A，電弧電壓32-38V，焊接速度170cm/min，焊接熱輸入量21kJ/cm。本發(fā)明無焊前預熱，無焊后熱處理，不控制層間溫度，焊接接頭具有優(yōu)良的綜合性能，焊接接頭各區(qū)域具有良好的沖擊韌性儲備及安全富裕度。
文檔編號B23K9/23GK102380694SQ20111027324
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者吳開明, 尹雨群, 王紅鴻, 趙晉斌, 雷玄威 申請人:南京鋼鐵股份有限公司, 武漢科技大學