X80钢管道采用铜衬垫根焊接头渗铜及力学性能分析

摘 要：采用铜衬垫内对口器的SERIMAX全自动焊机焊接X80钢，运用SEM、EDS等手段研究对口间隙、错变量对根焊缝夹铜/渗铜的影响，并开展铜衬垫对拉伸性能、冲击性能、显微硬度和弯曲性能等力学性能的影响研究。试验结果表明，随着对口间隙的增加，焊缝宏观夹铜长度、根焊缝夹铜深度及渗铜区域深度均增加。不同对口间隙铜衬自动焊，焊缝拉伸性能、冲击性能、弯曲性能均满足标准要求，对口间隙对焊缝显微硬度无明显影响。

关键词：铜衬垫；渗铜；夹铜；力学性能

0 引言

采用全位置自动焊具有功效高、质量稳定等优点，是长输管道最先进的焊接方法。但管道全位置自动焊外焊机打底方式的应用目前在国内存在争议[1]。SERIMAX全自动焊接设备采用铜衬垫内对口器，如果焊接接头出现渗铜现象且渗入的铜超过一定量，就有可能会引起“铜脆”现象，从而降低金属的力学性能并对管口的焊接质量造成不良影响[2]。因此，需要开展全自动焊机铜衬垫渗铜试验，研究铜衬垫对根焊渗铜以及力学性能的影响，为铜衬垫自动焊工艺的制定提供技术支持。

试验用焊接钢管为壁厚18.4mm，外径1219mm的X80螺旋缝埋弧焊钢管。钢管化学成分和力学性能均满足API 5L要求。

采用Miller XMT350+SERIMAX自动焊机双焊炬自动焊，使用BOBINE FIL焊丝，焊丝直径1.0mm，保护气体为50%Ar+50%CO2。坡口形式见图1，焊接工艺参数见表1。

为研究对口间隙及错边对根焊缝渗铜的影响，分别进行了对口间隙为0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm和错边量为2.5mm的焊接试验。

2 焊接工艺对根焊渗铜影响研究