螺旋埋弧焊管预精焊焊接接头性能分析

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1、摘要：介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺，对预精焊工艺生产X70钢级准1016mmx17.5mm螺旋埋弧焊管焊接接头拉伸试验、夏比冲击试验、维氏硬度试验等试验结果进行了统计分析”并与传统的一步法工艺进行了对比。结果表明,预精焊生产工艺焊接接头抗拉强度与一步法工艺基本相当，夏比冲击韧性、维氏硬度等性能略优于一步法工艺，综合力学性能良好，满足《西气东输二线管道工程用X70螺旋缝埋弧焊管技术条件》要求。0前言螺旋焊管预精焊制造工艺（俗称二步法）是指螺旋焊管的成型过程和内外埋弧焊接过程分先后进行的制管工艺方法［1］。由于成型和焊接分开进行，从而消除了成型控制对焊接的不利影

2、响，尤其是减少了调型时对内焊缝产生应力的影响,从而减少了焊接缺陷，使焊接质量大大提高。2008年以来,螺旋焊管预精焊工艺在世界范围的应用迅速扩大，印度、中国和美国都在大力发展螺旋焊管预精焊技术，此前全世界仅有4~5家企业应用该技术,美国仅在2009年就投产4条螺旋焊管预精焊机组［2］o预精焊工艺正逐渐取代一步法工艺成为螺旋焊管制造的主流工艺。本研究主要对预精焊工艺生产的X70钢级准1016mmx17.5mm螺旋埋弧焊管焊接接头的强度、韧性、硬度等性能进行统计分析。1生产工艺1.1工艺特点1.1.1—步法工艺螺旋埋弧焊管一步法生产工艺内夕卜焊焊接如图〔所示。一步法

3、工艺生产时，钢管成型和内外焊同步进行。钢带进入成型器后发生塑性变形，两侧边缘在0点〃合缝〃，到达A点时首先进行内焊,然后旋转大约1.5倍螺距到达B点时再进行外焊。内外焊均采用单丝或双丝埋弧焊。1.1.2预精焊工艺螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺内外焊焊接如图2所示。预精焊生产时，成型和内外焊接分开进行。钢带成型后首先在步法工艺的内焊位（A点）进行预焊，按照钢管定尺要求切割成规定长度的管坯，然后进入精焊台架。精焊时首先在C点至A点（见图2）之间进行内焊，然后旋转大约0.5倍螺距到达B点时再进行外焊。预焊采用熔化极气体保护焊，熔深较小，一般不超过5mm;内外焊均采用双丝或

4、三丝埋弧焊，预焊焊缝金属完全熔化进入内外焊缝金属内。1.2.1—步法工艺采用一步法工艺生产X70钢级准1016mmx17.5mm螺旋埋弧焊管时，焊接坡口形式为X形，其中：内焊坡口角度60°~70°,坡口深4〜5mm;夕卜焊坡口角度70°~80°,坡口深4~5mmo内外焊均采用双丝埋弧焊z内焊线能量为21.33~24.89kJ/cm,外焊线能量为23.51〜26.66kJ/cmo1.2.2预精焊工艺采用预精焊工艺生产X70钢级准1016mmx17.5mm螺旋埋弧焊管时，焊接坡口形式为X形，其中：内焊坡口角度70~80°,坡口深5〜7mm;外焊坡口角度70~80°,

5、坡口深4~5mmo预焊采用熔化极气体保护焊，内焊采用三丝埋弧焊，外焊采用双丝埋弧焊；预焊线能量为21~3.9kJ/cmr内焊线能量为26.27~29.68kJ/cmz外焊线能量为20.06-22.92kJ/cm。2试验结果2.1管体性能X70钢级准螺旋埋弧焊管管体性能见表1和表2。项II/e^/MPaRJMPa冲占甸性「I‘HVhi冲出功”SW内衣向外农面半均值52664635510()—224JAKVL600750474100245249加小值4H657523996195I9H规他芟永二485-630570-760>160>90<265或265表1X70焊管管

6、体化学成分%注:航C）比允许最大值舟减少0.01儀卫（隔1）先许増加0・05$H5703?80^403?W)M40表J一步法工艺生产的X70焊管焊接接头HVg2.3二步法工艺焊

7、接接头性能采用二步法工艺生产的X70钢级准1016mmxl7.5mm螺旋焊管焊接接头性能见表5和表6;焊接接头抗拉强度分布见图3,焊缝夏比冲击功分布见图4,热影响区(HAZ)夏比冲击功分布见图5。表5二步法工艺生产的V70焊管焊接接头强度及低温初性顼目KJMPa焊统冲由韧性•-I•HAZ冲由初性(-10亡)冲占功/JSJ咲冲佔功/JS严THjtfi70215967,721191.9JtiXffi74022394274100址小tft6651174K14961規苞耍求二>570^8()>40AHO^40表6二步法工艺生产的X70炸管侔接按头HV1U*>«'・*II

8、»4-10冲击妙分布图1