[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境用高耐候多絲埋弧焊鋼管制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410009083.0
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103752998A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范良斌;吳宏根;鄭家勝;彭靜;王學(xué)琴;李勇
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥紫金鋼管有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/235;B23K9/025;B23K101/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料焊接領(lǐng)域，具體屬于一種海洋環(huán)境用高耐候多絲埋弧焊鋼管制備方法。

背景技術(shù)

耐候鋼，即耐大氣腐蝕鋼，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性；耐候性為普碳鋼的2～8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5～10倍。同時，它具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能等特點(diǎn)。耐候鋼主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。

具有保護(hù)銹層耐大氣腐蝕，可用于制造車輛、橋梁、塔架、集裝箱等鋼結(jié)構(gòu)的低合金結(jié)構(gòu)鋼。與普碳鋼相比，耐候鋼在大氣中具有更優(yōu)良的抗蝕性能。與不銹鋼相比，耐候鋼只有微量的合金元素，諸如磷、銅、鉻、鎳、鉬、鈮、釩、鈦等，合金元素總量僅占百分之幾，而不像不銹鋼那樣，達(dá)到百分之十幾，因此價格較為低廉。

耐候鋼原理是在鋼中加入磷、銅、鉻、鎳等微量元素后，使鋼材表面形成致密和附著性很強(qiáng)的保護(hù)膜，阻礙銹蝕往里擴(kuò)散和發(fā)展，保護(hù)銹層下面的基體，以減緩其腐蝕速度。在銹層和基體之間形成的約50μm～100μm厚的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層致密且與基體金屬黏附性好，由于這層致密氧化物膜的存在，阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展，大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。耐候鋼是可減薄使用、裸露使用或簡化涂裝，而使制品抗蝕延壽、省工降耗、升級換代的鋼系，也是一個可融入現(xiàn)代冶金新機(jī)制、新技術(shù)、新工藝而使其持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的鋼系。

耐候鋼的由于添加了合金元素，尤其是銅元素和磷元素的添加，雖然提高了其耐候性能，使得耐候鋼的碳當(dāng)量增減，大大降低了其焊接能力。

目前國內(nèi)耐候鋼的銅含量范圍雖為0.20%～0.55%，但銅含量均在0.5%以下，而且焊接方式多數(shù)以手工焊條焊接（SMAW）和氣體保護(hù)焊（GMAW）為主，少數(shù)情況下使用埋弧焊（SAW）的焊接方法，使用埋弧焊（SAW）時均為單絲小規(guī)范焊接，大多數(shù)用于類似火車車廂的鋼結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品的焊接，未使用于直縫埋弧焊鋼管領(lǐng)域。

直縫埋弧焊是通過一個或幾個裸金屬自耗電極與工件之間的一個或數(shù)個電弧加熱金屬使之熔合在一起的一種焊接工藝，而直縫埋弧焊鋼管，則是采用JCOE或UOE鋼管成型，有一條或兩條焊縫的鋼管。規(guī)格從外徑325mm至1420mm的鋼管。直縫埋弧焊管產(chǎn)品執(zhí)行GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GB/T3091-2008《低壓流體輸送用焊接鋼管》、GB/T9711-2011《石油天燃?xì)怃摴芤?guī)范》、美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)API5L(45版)《管線鋼管規(guī)范》、ASTM?A252《焊接和無縫鋼管樁》等制造標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的、高效率、耐超低溫沖擊的海洋環(huán)境用銅含量大于0.5%一種海洋環(huán)境用高耐候多絲埋弧焊鋼管制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種海洋環(huán)境用高耐候多絲埋弧焊鋼管制備方法，將符合ASTM?A690標(biāo)準(zhǔn)的銅含量超過0.5%的的高耐候鋼板通過超聲波無損探傷、機(jī)械加工坡口、JCOE成型成雙C形，然后采用所述的內(nèi)外交替焊薄焊層多絲直縫埋弧焊技術(shù)進(jìn)行焊接，即先外焊采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底焊接，然后內(nèi)焊采用小規(guī)范慢速度焊接一層，轉(zhuǎn)而外焊采用小規(guī)范慢速度焊接一層，再分別進(jìn)行內(nèi)焊和外焊的第二層焊接，焊接前將鋼管預(yù)熱至350℃左右，焊接結(jié)束后將鋼管加熱到200～300℃，并保溫1小時。

所述焊接過程中采用H08NiCu5MnSi焊絲，所述H08NiCu5MnSi焊絲中銅元素含量大于0.5%，且加入Mo、Ti以及稀土元素的有益元素。

焊前預(yù)熱焊后熱處理，所述的特定的焊前預(yù)熱焊后熱處理特征在于：焊前將鋼管預(yù)熱至350℃左右，以防止焊接過程中裂紋產(chǎn)生。焊接結(jié)束后將鋼管加熱到200～300℃和保溫1小時。

本發(fā)明的有益效果：

采用內(nèi)外雙層多絲直縫埋弧焊接，大幅度的提高了海洋環(huán)境用高耐候鋼管的生產(chǎn)效率，本發(fā)明工藝精巧簡單，將ASTM?A690海洋環(huán)境用銅含量大于0.5%的高耐候鋼管引入了多絲直縫埋弧焊領(lǐng)域，焊接方式由傳統(tǒng)手工焊、氣體保護(hù)焊以及單絲埋弧焊接提高到多絲直縫埋弧焊，大大提高了生產(chǎn)效率的同時，也改善了多絲直縫埋弧焊鋼管的耐超低溫沖擊性能，使得-60℃夏比沖擊值可以達(dá)到60J以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。