低溫環(huán)境用管材脈沖MAG焊焊接工藝的研究

朱忠強(qiáng)，王成章，胡順

（中石化四機(jī)石油機(jī)械有限公司， 湖北 荊州 434024）

北極、亞北極地區(qū)擁有豐富的油氣資源，世界各國爭相開采。但該區(qū)域自然環(huán)境極其惡劣，平均氣溫在-20～-40℃。若要參與該區(qū)域的油氣開發(fā)，必須形成一套適應(yīng)于極地冷海環(huán)境的鉆井關(guān)鍵裝備與技術(shù)。

材質(zhì)為Q460NE，壁厚（通常25-40mm）的低合金高強(qiáng)度管材越來越多地應(yīng)用于石油鉆井設(shè)備中。為了保證其焊縫的力學(xué)性能，特別是低溫沖擊韌性，必須要保證全焊透。因此所開坡口尺寸一般要求超過23mm×45°。由于坡口較大，采用傳統(tǒng)的半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊或者M(jìn)AG焊，焊接一條圓周焊縫至少需要3.5h，生產(chǎn)效率極低。為彌補(bǔ)這一劣勢，我廠引進(jìn)了一臺(tái)全自動(dòng)脈沖MAG焊機(jī)。該焊機(jī)具有自動(dòng)化程度高、熔覆好、焊接效率高、焊縫成型優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高低溫管材的焊接生產(chǎn)效率。然而，用何種焊接參數(shù)才能焊接出沒有任何焊接缺陷，外觀質(zhì)量良好且完全滿足AWS D1.1/D1.1M對焊縫力學(xué)性能，特別是低溫沖擊韌性要求的焊縫，尚未進(jìn)行過研究。

因此我廠制定了一組焊接工藝參數(shù)，用這一組焊接參數(shù)來焊接一組管—管單邊V型對接坡口焊縫，并通過磁粉探傷和超聲波探傷檢測該對接焊縫的完好性，然后在探傷合格的焊接試樣上制取拉伸試樣、彎曲試樣和沖擊試樣并進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)性能試驗(yàn)，驗(yàn)證所擬定的工藝參數(shù)是否合理。

1 焊接工藝的擬定

為了滿足極地低溫環(huán)境下的使用要求，將Q460NE的使用溫度定在-50℃。為此選用京雷GMR-55Ni2低溫實(shí)心焊絲來改善Q460NE管材焊后-50℃的低溫沖擊韌性。……