海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法及注意事项

　　一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法

　　【专利摘要】本发明公开了一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法，将符合ASTMA690标准的铜含量超过0.5%的的高耐候钢板通过超声波无损探伤、机械加工坡口、JCOE成型成双C形，然后采用所述的内外交替焊薄焊层多丝直缝埋弧焊技术进行焊接，然后内焊采用小规范慢速度焊接一层，转而外焊采用小规范慢速度焊接一层，再分别进行内焊和外焊的第二层焊接，本发明工艺精巧简单，将ASTMA690海洋环境用铜含量大于0.5%的高耐候钢管引入了多丝直缝埋弧焊领域，焊接方式由传统手工焊、气体保护焊以及单丝埋弧焊接提高到多丝直缝埋弧焊，大大提高了生产效率的同时，也改善了多丝直缝埋弧焊钢管的耐超低温冲击性能，使得-60℃夏比冲击值可以达到60J以上。

　　【专利说明】一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法【技术领域】

　　[0001]本发明涉及材料焊接领域，具体属于一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法。

　　【背景技术】

　　[0002]耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。

　　[0003]具有保护锈层耐大气腐蚀，可用于制造车辆、桥梁、塔架、集装箱等钢结构的低合金结构钢。与普碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比，耐候钢只有微量的合金元素，诸如磷、铜、铬、镍、钥、铌、钒、钛等，合金元素总量仅占百分之几，而不像不锈钢那样，达到百分之十几，因此价格较为低廉。

　　[0004]耐候钢原理是在钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50 μ m~100 μ m厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展 ，大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。

　　[0005]耐候钢的由于添加了合金元素，尤其是铜元素和磷元素的添加，虽然提高了其耐候性能，使得耐候钢的碳当量增减，大大降低了其焊接能力。

　　[0006]目前国内耐候钢的铜含量范围虽为0.20%~0.55%，但铜含量均在0.5%以下，而且焊接方式多数以手工焊条焊接(SMAW)和气体保护焊(GMAW)为主，少数情况下使用埋弧焊(SAW)的焊接方法，使用埋弧焊(SAW)时均为单丝小规范焊接，大多数用于类似火车车厢的钢结构类产品的焊接，未使用于直缝埋弧焊钢管领域。

　　[0007]直缝埋弧焊是通过一个或几个裸金属自耗电极与工件之间的一个或数个电弧加热金属使之熔合在一起的一种焊接工艺，而直缝埋弧焊钢管，则是采用JCOE或UOE钢管成型，有一条或两条焊缝的钢管。规格从外径325_至1420mm的钢管。直缝埋弧焊管产品执行GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》、GB/T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》、GB/T9711-2011《石油天燃气钢管规范》、美国石油学会标准API5L (45版)《管线钢管规范》、ASTM A252《焊接和无缝钢管桩》等制造标准。

　　【发明内容】

　　[0008]本发明的目的是提供一种新型的、高效率、耐超低温冲击的海洋环境用铜含量大于0.5% 一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法。

　　[0009]本发明的技术方案如下:

　　[0010]一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法，将符合ASTM A690标准的铜含量超过0.5%的的高耐候钢板通过超声波无损探伤、机械加工坡口、JCOE成型成双C形，然后采用所述的内外交替焊薄焊层多丝直缝埋弧焊技术进行焊接，即先外焊采用二氧化碳气体保护焊打底焊接，然后内焊采用小规范慢速度焊接一层，转而外焊采用小规范慢速度焊接一层，再分别进行内焊和外焊的第二层焊接，焊接前将钢管预热至350°C左右，焊接结束后将钢管加热到200?300°C，并保温I小时。

　　[0011]所述焊接过程中采用H08NiCu5MnSi焊丝，所述H08NiCu5MnSi焊丝中铜元素含量大于0.5%,且加入Mo、Ti以及稀土元素的有益元素。

　　[0012]焊前预热焊后热处理，所述的特定的焊前预热焊后热处理特征在于:焊前将钢管预热至350°C左右，以防止焊接过程中裂纹产生。焊接结束后将钢管加热到200?300°C和保温I小时。

　　[0013]本发明的有益效果:

　　[0014]采用内外双层多丝直缝埋弧焊接，大幅度的提高了海洋环境用高耐候钢管的生产效率，本发明工艺精巧简单，将ASTM A690海洋环境用铜含量大于0.5%的高耐候钢管引入了多丝直缝埋弧焊领域，焊接方式由传统手工焊、气体保护焊以及单丝埋弧焊接提高到多丝直缝埋弧焊，大大提高了生产效率的同时，也改善了多丝直缝埋弧焊钢管的耐超低温冲击性能，使得_60°C夏比冲击值可以达到60J以上。

　　【专利附图】

　　【附图说明】

　　[0015]图1为本发明的工艺流程图。

　　[0016]图2为本发明的焊接顺序图。

　　[0017]图3为本发明的焊缝热处理示意图。

　　[0018]其中图中标号:1、2、3、4为焊接序列号；4焊缝、5履带式加热器。

　　【具体实施方式】

　　[0019]参见附图，一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法，将符合ASTMA690标准的铜含量超过0.5%的的高耐候钢板通过超声波无损探伤、机械加工坡口、JCOE成型成双C形，然后采用所述的内外交替焊薄焊层多丝直缝埋弧焊技术进行焊接，即先外焊采用二氧化碳气体保护焊打底焊接，然后内焊采用小规范慢速度焊接一层，转而外焊采用小规范慢速度焊接一层，再分别进行内焊和外焊的第二层焊接，焊接前将钢管预热至350°C左右，焊接结束后将钢管加热到200?300°C，并保温I小时。

　　[0020]所述焊接过程中采用H08NiCu5MnSi焊丝，所述H08NiCu5MnSi焊丝中铜元素含量大于0.5%,且加入Mo、Ti以及稀土元素的有益元素。

　　[0021]制造了一批规格为Φ900Χ 19.05X IOOOOmm的直缝埋弧焊钢管，下面为制造过程

　　中的参数和制造完成后物理化学实验分析的数据。

　　[0022]表一 ASTM A690高耐候钢多丝直缝埋弧焊钢管焊接参数

　　【权利要求】

　　1.一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法，其特征在于:将符合ASTM A690标准的铜含量超过0.5%的的高耐候钢板通过超声波无损探伤、机械加工坡口、JCOE成型成双C形，然后采用所述的内外交替焊薄焊层多丝直缝埋弧焊技术进行焊接，即先外焊采用二氧化碳气体保护焊打底焊接，然后内焊采用小规范慢速度焊接一层，转而外焊采用小规范慢速度焊接一层，再分别进行内焊和外焊的第二层焊接，焊接前将钢管预热至350°C左右，焊接结束后将钢管加热到20(T30(TC，并保温I小时。

　　2.根据权利要求1所述的一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管制备方法，其特征在于:所述焊接过程中采用H08NiCu5MnSi焊丝，所述H08NiCu5MnSi焊丝中铜元素含量大于.0.5%,且加入Mo、Ti以及稀土元素的有益元素。

　　【文档编号】B23K9/025GK103752998SQ201410009083

　　【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日

　　【发明者】范良斌, 吴宏根, 郑家胜, 彭静, 王学琴, 李勇 申请人:合肥紫金钢管有限公司