本發(fā)明屬鋼管焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展對石油和天然氣的需求不斷增加，管道輸送以其安全性和高效性促使油氣管道工程建設(shè)進一步發(fā)展，使包括螺旋埋弧焊鋼管在內(nèi)的油氣輸送管線鋼鋼管在世界上得到廣泛應用。在螺旋埋弧焊鋼管的生產(chǎn)過程中，焊接速度直接影響鋼管的生產(chǎn)效率，因此生產(chǎn)螺旋埋弧焊鋼管的企業(yè)為了取得更好的經(jīng)濟效益，從提升焊管裝備能力及焊接工藝設(shè)計水平著手在保證螺旋埋弧焊鋼管質(zhì)量的前提下不斷提高焊接速度。以壁厚12.7mm、17.5mm螺旋埋弧焊鋼管為例，鋼管焊接速度已從過去的1.4m/mim、1.1m/min分別提高2.2m/min、1.7m/min。目前壁厚10~15mm油氣輸送用薄壁螺旋埋弧焊鋼管焊接速度一般為1.5~2.2m/min，壁厚15~18.4 mm油氣輸送用厚壁螺旋埋弧焊鋼管焊接速度一般為1.3~1.7m/min。由于薄壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接速度上限已達2m/min以上，且薄壁螺旋埋弧焊鋼管通常較厚壁螺旋埋弧焊鋼管管徑小、曲率較大，因此限制了內(nèi)焊點的偏心距的調(diào)整空間，為保證焊縫焊接質(zhì)量無法進一步提高薄壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接速度。而厚壁螺旋埋弧焊鋼管管徑通常較大，曲率較小，相比薄壁螺旋埋弧焊鋼管內(nèi)焊點的偏心距的調(diào)整空間更大，有條件進一步提高厚壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接速度達到2.0m/min，進一步提高厚壁螺旋埋弧焊鋼管的生產(chǎn)效率及企業(yè)經(jīng)營效益。但要實現(xiàn)厚壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接速度達到2.0m/min必須解決厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接時中銑邊機加工焊接坡口的能力提升、焊接電源的負載能力提升、焊接規(guī)范的合理匹配、焊絲焊劑的合理匹配，確保焊接坡口的穩(wěn)定性、焊接電源的可靠性、焊接接頭質(zhì)量的穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種厚壁螺旋鋼管高速埋弧焊工藝，該工藝既保證焊縫的外觀質(zhì)量，又保證焊接接頭的強韌性和焊接速度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速埋弧焊工藝，其特征在于：
該工藝步驟為：
（1）選取壁厚為15~18.4mm、材質(zhì)為X80及以下鋼級管線鋼鋼卷開平后，鋼帶在焊管機組遞送機的牽引下先采用I型刀盤的銑邊機將鋼帶兩側(cè)加工I型坡口，坡口角度0°，隨后采用X型刀盤的銑邊機將鋼帶兩側(cè)I型坡口加工成X型對稱坡口，內(nèi)外坡口角度33~37°，鈍邊尺寸控制在7~9mm；（2）對鋼帶表面鐵銹采用圓柱型鋼刷對坡口兩側(cè)100mm范圍機械除銹至鋼板本色；
（3）除銹完成的鋼帶進入成型器卷成螺旋縫鋼管，鋼管螺旋成型的同時同步進行內(nèi)外雙絲埋弧自動焊，其中內(nèi)焊是在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進行焊接，外焊是在鋼管外側(cè)焊接坡口進行焊接，內(nèi)外雙絲埋弧自動焊焊接電源均為DC-3000+AC-1200大容量雙絲焊接電源；
（4）進行焊縫外觀質(zhì)量及宏觀形貌檢查、焊縫及熱影響區(qū)超聲波及X射線無損檢測、焊接接頭力學性能評價，看是否符合產(chǎn)品規(guī)范。
內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第一絲為直流正接，采用DC-3000直流焊機，最大焊接電流3000A；內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第二絲為交流，采用AC-1200交流焊機，最大電流1200A。
內(nèi)外焊雙絲均采用直徑4mm且Mo含量0.25~0.35%的微合金化高韌性焊絲CHW-SG4，并匹配堿度2.0~2.2的管線鋼高速埋弧焊焊劑SJ101GX。
內(nèi)焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1350~1450A、電弧電壓34~36V，二絲焊接電流500~600A、電弧電壓36~38V，雙絲間距12~15mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距25~30mm。
外焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1450~1550A、電弧電壓34~36V，二絲焊接電流500~600A、電弧電壓36~38V，雙絲間距12~15mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距120~150mm。
本發(fā)明的積極效果為：
本發(fā)明針對厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接需求，采用雙銑邊（I型初銑+X型精銑）工藝替換原來的薄壁螺旋埋弧焊鋼管采用的X型或Y型單次銑邊工藝，以滿足厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接時對焊接坡口銑邊加工能力的提升，確保鋼管成型焊接X型坡口尺寸的穩(wěn)定性，滿足鋼管埋弧自動焊的要求。采用DC-3000+AC-1200大容量雙絲焊接電源替換原來的DC-1500+AC-1200小容量雙絲焊接電源，確保厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接內(nèi)外焊縫焊透所需的更大焊接電流，并保證厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接時大熱輸入量情況下焊接電源持續(xù)工作的可靠性。按厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接時內(nèi)外焊縫所需的焊接熔透量、焊縫填充金屬量、焊接熱輸入量合理設(shè)計壁厚為15~18.4mm的油氣輸送用厚壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接電流、電弧電壓、焊接坡口尺寸、焊點偏心距，同時匹配Mo含量0.25~0.35%的微合金化高韌性焊絲CHW-SG4、堿度2.0~2.2的管線鋼高速埋弧焊焊劑SJ101GX，解決厚壁螺旋埋弧焊鋼管高速焊接時焊縫未焊透、咬邊、偏流、氣孔、夾渣、凹陷、余高超高、韌性偏低等質(zhì)量問題，使油氣輸送厚壁螺旋埋弧焊鋼管焊縫與母材平滑過渡、焊縫余高0.5~2.5mm、內(nèi)外焊縫重熔量1.5~3.0mm、焊接接頭夏比低溫沖擊韌性100J以上，既保證焊縫的外觀質(zhì)量，又保證焊接接頭的強韌性，最終實現(xiàn)油氣輸送厚壁螺旋埋弧焊鋼管的焊接速度達到2.0m/min，實現(xiàn)鋼管企業(yè)生產(chǎn)效率及經(jīng)營效益的進一步提升。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進一步詳細描述。
實施例1
1.螺旋鋼管規(guī)格：管徑1016mm，壁厚17.5mm，材質(zhì)X70。
2.鋼卷開平后采用雙銑邊（I型初銑+X型精銑）工藝將鋼帶兩側(cè)加工X型對稱焊接坡口，內(nèi)外坡口角度34°，鈍邊尺寸控制在7mm。
3.采用圓柱型鋼刷對坡口兩側(cè)100mm范圍機械除銹至鋼板本色，防止鐵銹進入焊接熔池中產(chǎn)生焊接氣孔、夾渣等焊接缺陷。
4.鋼管螺旋成型的同時同步進行內(nèi)外雙絲埋弧自動焊，其中內(nèi)焊是在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進行焊接，外焊是在鋼管外側(cè)焊接坡口進行焊接。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊焊接電源均為DC-3000+AC-1200大容量雙絲焊接電源。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第一絲為直流正接，采用DC-3000直流焊機，最大焊接電流3000A；內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第二絲為交流，采用AC-1200交流焊機，最大電流1200A。
5. 內(nèi)外焊雙絲均采用直徑4mm且Mo含量0.25~0.35%的微合金化高韌性焊絲CHW-SG4，并匹配堿度2.0~2.2的管線鋼高速埋弧焊焊劑SJ101GX。。
6.內(nèi)焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1360A、電弧電壓35V，二絲焊接電流510A、電弧電壓36V，雙絲間距13mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距25mm。
7.外焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1450A、電弧電壓35V，二絲焊接電流500A、電弧電壓36V，焊絲間距12mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距120mm。
8.鋼管焊接后檢查焊縫外觀質(zhì)量良好，外焊縫余高1.8mm，內(nèi)焊縫余高2.0mm，內(nèi)外焊縫重熔量2.7mm，按照API SPEC 5L《管線鋼管規(guī)范》技術(shù)要求對焊縫及熱影響區(qū)超聲波、X射線無損檢測合格，對焊接接頭進行力學性能評價良好，-10℃焊縫夏比沖擊韌性132J，-10℃焊縫熱影響區(qū)夏比沖擊韌性218J。
實施例2
1.螺旋鋼管規(guī)格：管徑1219mm，壁厚18.4mm，材質(zhì)X80。
2.鋼卷開平后采用雙銑邊（I型初銑+X型精銑）工藝將鋼帶兩側(cè)加工X型對稱焊接坡口，內(nèi)外坡口角度36°，鈍邊尺寸控制在8mm。
3.采用圓柱型鋼刷對坡口兩側(cè)100mm范圍機械除銹至鋼板本色，防止鐵銹進入焊接熔池中產(chǎn)生焊接氣孔、夾渣等焊接缺陷。
4.鋼管螺旋成型的同時同步進行內(nèi)外雙絲埋弧自動焊，其中內(nèi)焊是在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進行焊接，外焊是在鋼管外側(cè)焊接坡口進行焊接。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊焊接電源均為DC-3000+AC-1200大容量雙絲焊接電源。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第一絲為直流正接，采用DC-3000直流焊機，最大焊接電流3000A；內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第二絲為交流，采用AC-1200交流焊機，最大電流1200A。
5.內(nèi)外焊雙絲均采用直徑4mm且Mo含量0.25~0.35%的微合金化高韌性焊絲CHW-SG4，并匹配堿度2.0~2.2的管線鋼高速埋弧焊焊劑SJ101GX。
6.內(nèi)焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1430A、電弧電壓35V，二絲焊接電流580A、電弧電壓37V，雙絲間距14mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距28mm。。
7.外焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1530A、電弧電壓35V，二絲焊接電流580A、電弧電壓37V，雙絲間距14mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距146mm。。
8.鋼管焊接后檢查焊縫外觀質(zhì)量良好，外焊縫余高1.8mm，內(nèi)焊縫余高2.2mm，內(nèi)外焊縫重熔量2.6mm，按照API SPEC 5L《管線鋼管規(guī)范》技術(shù)要求對焊縫及熱影響區(qū)超聲波、X射線無損檢測合格，對焊接接頭進行力學性能評價良好，-10℃焊縫夏比沖擊韌性180J，-10℃焊縫熱影響區(qū)夏比沖擊韌性240J。
實施例3
1.螺旋鋼管規(guī)格：管徑1219mm，壁厚18.4mm，材質(zhì)X80。
2.鋼卷開平后采用雙銑邊（I型初銑+X型精銑）工藝將鋼帶兩側(cè)加工X型對稱焊接坡口，內(nèi)外坡口角度37°，鈍邊尺寸控制在9mm。
3.采用圓柱型鋼刷對坡口兩側(cè)100mm范圍機械除銹至鋼板本色，防止鐵銹進入焊接熔池中產(chǎn)生焊接氣孔、夾渣等焊接缺陷。
4.鋼管螺旋成型的同時同步進行內(nèi)外雙絲埋弧自動焊，其中內(nèi)焊是在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進行焊接，外焊是在鋼管外側(cè)焊接坡口進行焊接。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊焊接電源均為DC-3000+AC-1200大容量雙絲焊接電源。內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第一絲為直流正接，采用DC-3000直流焊機，最大焊接電流3000A；內(nèi)外雙絲埋弧自動焊的第二絲為交流，采用AC-1200交流焊機，最大電流1200A。
5.內(nèi)外焊雙絲均采用直徑4mm且Mo含量0.25~0.35%的微合金化高韌性焊絲CHW-SG4，并匹配堿度2.0~2.2的管線鋼高速埋弧焊焊劑SJ101GX。
6.內(nèi)焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1450A、電弧電壓36V，二絲焊接電流600A、電弧電壓38V，雙絲間距15mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距30mm。。
7.外焊焊接工藝參數(shù)為：一絲焊接電流1550A、電弧電壓36V，二絲焊接電流600A、電弧電壓38V，雙絲間距15mm，焊接速度2.0m/min，焊點偏心距150mm。。
8.鋼管焊接后檢查焊縫外觀質(zhì)量良好，外焊縫余高1.8mm，內(nèi)焊縫余高2.2mm，內(nèi)外焊縫重熔量2.6mm，按照API SPEC 5L《管線鋼管規(guī)范》技術(shù)要求對焊縫及熱影響區(qū)超聲波、X射線無損檢測合格，對焊接接頭進行力學性能評價良好，-10℃焊縫夏比沖擊韌性200J，-10℃焊縫熱影響區(qū)夏比沖擊韌性270J。