X90钢管气保护药芯焊丝半自动焊工艺的研发
小组名称：管道科学研究院焊接技术中心QC小组
发布人：杨柳青
单位名称：中国石油天然气管道科学研究院
时间：2016年03月24号
目录
一、课题背景 3
二、小组简介 3
三、选择课题 5
四、设定目标 7
五、提出多种方案并确定最佳方案 8
六、制定对策 24
七、按对策实施 25
八、效果检查 29
九、标准化 31
十、总结和下一步打算 33
附录 35
一、课题背景
随着我国经济建设的快速发展，对能源的需求也日益增大，我国管道建设将朝着大口径、高压力方向发展，X90正是顺应时代的发展而研制开发出来的新一代高强度管线钢。由于X90管线钢是通过细晶强化、位错强化等获得的低合金高强钢，其焊接冷裂纹敏感性较大，焊接时容易出现接头热影响区软化、焊缝低温冲击韧性较差、焊口合格率较低等问题，现场焊接施工过程中，具有焊接工艺窗口窄、焊接环境要求苛刻等特点。因此，X90管线钢的现场焊接问题是制约X90管道工程建设的重大问题。
众所周知，国内高钢级管道焊接施工主要采取自保护药芯焊丝半自动焊，焊接过程中存在较多质量问题。为了克服自保护药芯焊丝半自动焊存在的问题同时适应X90管道试验段建设的要求，管道科学研究院焊接技术中心QC小组针对X90管线钢管开展了气保护
药芯焊丝半自动焊工艺的研发。
二、小组简介
管道科学研究院焊接技术中心QC小组概况和成员情况见表1
和表2。
表1小组概况表
小
小组名称
管道科学研究院焊接QC小组
注册编号
YJY-HJS-2015
课题名称
X90钢管气保护药芯焊丝半自动焊工艺的研发
成立时间
2014年10月
课题类型
创新型
活动时间
2014年10月~2015年12月
小组人数
10人
活动次数
30次
获奖情况
2016年度管道局第32届优秀QC小组成果活动一等奖(排名第一)
2016年度石油工程建设协会优秀QC小组成果活动一等奖
制
制表人：王世新时间：2014.10.22
表2小组成员情况
序
序号
姓
姓名
年
年龄
文化
文化程度
职
职称/职务
组
组内分工
备
备注
1
杨柳青
34
博士
工程师/QC组长
整体策划、报告编
制、成果发布
发布人
2
赵海鸿
41
硕士
高工
项目管理、控制
3
隋永莉
45
博士
教高
项目指导、策划
4
夏培培
30
硕士
工程师
课题实施、资料整理
5
王世新
32
本科
工程师
现场实施
6
闫臣
33
硕士
工程师
现场调研
7
詹春秋
50
本科
高工/注册QC
中级诊断师
QC培训/指导
8
李奕衫
31
本科
工程师
项目管理
9
杨叠
30
博士
博士后
资料编制、整合
10
郭静薇
35
硕士
工程师
资料整理、收集
制表人：夏培培时间：2014.10.22
CVN/
CVN/J(-10C)
CVN/J(-10C)
三、选择课题
1、问题的提出
X90钢管气保护药芯焊丝半自动焊技术是针对新一代X90管线钢管选用气保护药芯焊丝进行管道全位置半自动焊的一项技术，对该项技术的掌握能提高X90管线钢管环焊接头的质量，提高施工效率，减少现场焊口的返修率。针对该工艺，小组成员检索了国内外大量的期刊和文献，并未发现相关的报道。
2、确定课题
目前国内高钢级管道焊接施工主要采取自保护药芯焊丝半自动焊的方式进行，焊接施工过程中存在较多的问题，主要包括：
(1)焊接不同合金成分高钢级管线钢时，焊接接头冲击性能不
稳定，离散性大，部分冲击吸收功低于验收指标(见图1所示)。
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
QGBGHGTGLGWGJT
300
250
200
150
100
50
0
QGBGHGTGLGWGJT
图1焊接接头冲击韧性结果
制图人：杨柳青
图2刻槽锤断试样断口形貌
制图人：闫臣
时间：2014.10.25
时间：2014.10.25
(2)焊材与母材匹配性差，焊缝扩散氢含量、夹杂物等较严重 (见图2所示)，焊接接头对温度敏感性较高。
为了解决自保护药芯焊丝半自动焊焊接接头冲击性能不稳定，离散性大，焊材与母材匹配性差的问题，小组经反复讨论并且结合现有课题的大量研究工作，发现这个问题是自保护药芯焊丝本身固有的一个特点。针对该问题QC