X80高强钢焊缝返修技术研究

摘 要：随着国内天然气需求的增长，西气东输二线工程已于2008年初全面开工。主线路用钢管的强度等级为API5Lx80，管外径1219mm，壁厚范围为18.4～33mm，设计压力为12MPa，由于主线路管材为X80钢，其焊缝的返修也是一个值得重视的课题，一次返修合格率将直接影响整个工程的质量和施工进度，本文主要以现场施工经验介绍一下针对现场焊接X80钢出现的缺陷的位置、种类和所采用的返修技术。

关键词：X80高强钢 缺陷打磨 返修工艺 注意事项

一、焊接设备、焊接材料

1.焊接设备

选用DC-500直流逆变弧焊电源。

2.焊接材料

根焊采用日本神钢生产E7016（LB-52U）碱性低氢型电焊条，此焊条在使用较小电流焊接时，电弧稳定性非常好，根焊质量高。填充、盖面采用四川大西洋E5515碱性低氢型电焊条，焊条在使用前要求烘干温度为350℃-400℃，恒温2h，焊条使用时存放于保温桶内做到随用随取。化学成分见表2。

二、预热

1.缺陷清除前的预热

在正常情况下返修预热是在焊接缺陷被清除后，焊接前进行。但由于管线材质强度较高，在缺陷清除前就应该对返修焊缝进行预热，其目的是使返修处焊接接头的塑性、韧性得到改善，能有效防止在缺陷的清除过程中焊缝产生裂纹。

2.焊接前的预热

焊前的预热是保证返修质量的重要因素。预热的目的就是降低冷却速度，避免裂纹、未熔合等缺陷的产生。预热温度应比正常管口组对提高30℃～50℃。不论返修焊缝多长，均应将环焊缝全长均匀加热。

三、缺陷打磨

1.缺陷打磨前，先将缺陷位置焊缝表面的铁锈等杂物清理干净，对照焊口RT报告确定位置和缺陷类型。返修焊工在打磨清除缺陷时应随时注意观察，以便及时发现缺陷，确保缺陷被完全清除。

2.当缺陷深度在根部或超过壁厚2/3时，返修处的温度低于焊接工艺要求时，应及时对整个焊口进行加热，防止产生裂纹。

3.焊接返修的坡口形状应符合返修焊接工艺的要求，如需要全壁厚返修时，坡口角度应能使焊条端部达到坡口根部，坡口角度一般为60°～70°，根部间隙为2.5～3.0mm，适当保留钝边1.5～2.0mm。坡口形状如图2所示。

四、返修焊接工艺

当达到预热温度后方可开始焊接。焊接时应适当增大焊接电流，降低焊接速度，以提高焊接线能量。返修焊接操作要点如下。

1.E7016（LB-52U）根焊操作要点

1.1采用连弧焊接，起弧后将焊条匀速拉至缓坡中部向上正常焊接，保持短弧操作。

1.2焊接时应采用小锯齿或小月牙形运条方法，保持大小均匀的熔孔，并且使熔池始终处于焊接电弧的保护区内，否则将产生密集气孔等缺陷。

1.3焊条用完将要息弧时，应匀速将焊条拖向熔池右下方处灭弧，然后用磨光机将收弧处打磨成缓坡状，并确认接头处没有缺陷，依次焊完根焊焊道。

2.E5515碱性焊条填充、盖面操作要点

2.1焊条使用前应严格按照说明书要求进行烘干，使用时放入保温筒内，随用随取。

2.2引弧及接头时，焊条应在焊接点前方20～30mm处引弧，以防止产生气孔。

2.3填充第一遍时，采用小电流、快速焊，焊缝厚度应尽量控制在不大于3mm，以防止根部金属过度熔化造成烧穿。

2.4填充收弧时将焊条电弧拖至熔池下方迅速熄弧。

2.5盖面焊缝应无焊瘤、咬边等缺陷，以保证焊缝表面质量。焊缝高度应不低于母材表面，焊缝余高过高时应采用机械打磨，打磨时不能伤及母材，且与母材圆滑过渡。焊接时应严格按照焊接工艺参数表调解，见表3。

五、焊后缓冷

如在温度较低时，焊后必须进行缓冷处理。为了防止焊缝急骤降温，返修完成后立即采用石棉保温被进行覆盖，在覆盖保温被前，先用加热器烘烤保温被加热至60℃以上，然后趁热将焊口包好，用捆扎带捆紧，当焊口温度降至环境温度时，即可将保温被去除。

六、结论

为保证X80高强钢焊缝返修一次合格率，应注意以下几个方面：

1.缺陷的清除是焊缝返修的一项重要工序，一定要确保缺陷的彻底清除；

2.正确判断缺陷的种类、位置、尺寸和深度；

3.返修方法应用正确，能形成合格的焊缝，不能出现新的缺陷；

4.多层多道焊，可减小横向收缩应力，也是保证返修成功率的重要措施。

参考文献

[1]陈祝年编著焊接工程师手册北京：机械工业出版社2002年.

[2]顾纪清阳代军管道焊接技术北京：化学工业出版社2005年.