一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法技术

本发明专利技术属于X80钢养护技术领域，本发明专利技术公开了一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法。本发明专利技术将特定组分的合金钢填补于焊接接头处，减小了热影响区的影响深度；同时本发明专利技术所述X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法通过多层堆积的厚覆合金钢组成，合金钢与基材遵循高强匹配原则，增强了焊接接头处的耐腐蚀性，提高了焊接X80钢的耐用性；本发明专利技术所述方法增强的X80钢片材经土壤提取液浸泡后其质量的损失为0.7～2g，极大的提高了X80钢焊接接头处的耐腐蚀性。本发明专利技术所述X80钢焊接接头处的增强处理方法仅采用激光熔覆技术，工艺简单，适于大范围推广应用。适于大范围推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法


[0001]本专利技术涉及X80钢养护
，尤其涉及一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法。

技术介绍

[0002]西气东输所采用的Φ1219mm
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18.4mm规格X80钢管(材质为Fe基MnNbTiMoNi合金，微观组织为针状铁素体，晶粒尺寸5～10μm)。因管壁厚度大，管段间焊接普遍采用大焊接电流，热输入高，造成焊接接头晶粒粗大(尺寸150～300μm)，母材热影响区晶粒粗化(尺寸70～90μm)，微观组织为多边形铁素体。与母材相比，焊接接头和热影响区的组织性能均严重恶化。X80管道在西部土壤环境下的耐腐蚀寿命研究表明，管道防腐层存在制造缺陷或现场施工损伤缺陷，多数地段管道的土壤腐蚀寿命低于30年。
[0003]解决焊接接头失效的现行方法是采用B型套筒包裹失效焊接接头，利用电弧焊将套筒焊接到管道外表面形成新的焊接接头。B型套筒焊接接头腐蚀行为研究表明，焊接热输入造成基体热影响区深度4～5mm，显微组织晶粒粗化，晶界活化。在乌恰
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鄯善段连木沁土壤模拟溶液中浸泡7天后，热影响区的腐蚀速率大于母材，且随腐蚀时间延长，热影响区腐蚀加剧。X80钢焊接接头不同部位在碱性土壤溶液中的腐蚀行为研究表明，从母材到热影响区再到焊接接头，组织晶粒尺寸逐渐增大，耐腐蚀性依次降低。可见，现有的采用B型套筒包裹失效焊接接头的增强处理方法，由于焊接方法和焊接接头材质未得到改进，仍无法解决焊接接头过早失效问题。因此，发展一种可从根本上解决焊接接头失效的增强处理方法成为本领域亟需。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法，以解决现有的采用B型套筒包裹失效焊接接头的增强处理方法存在焊接接头处腐蚀速率大，其仍无法从根本上解决焊接接头过早失效问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法，包括如下步骤：
[0007]将X80钢焊接接头处的钢材去除，形成凹槽，之后利用激光熔覆将合金钢填充于凹槽中，完成对X80钢焊接接头处的增强作用；
[0008]所述合金钢包括如下质量份数的组分：碳1～2份、铁120～150份、锰3～6份、钴2～4份、铜5～8份、铌1.2～1.5份、硅0.8～1份、硼1.5～2.5份、锆0.5～0.8份。
[0009]作为优选，所述激光熔覆的激光功率为1200～2000W，激光熔覆的扫描速度为300～500mm/min，激光熔覆的光斑直径为1.5～3mm，激光熔覆的喷嘴底至合金钢表面的距离为6～10mm。
[0010]作为优选，所述合金钢为线材，其横截面的平均直径为1～2mm。
[0011]作为优选，所述凹槽的左右两侧斜边与底边的夹角为100～150
°
，凹槽的深度为8～10mm，凹槽的底边宽度为20～25mm。
[0012]作为优选，所述填充为将合金钢利用激光熔覆进行多层填充。
[0013]作为优选，所述填充的结束时间为至合金钢在垂直方向与X80钢焊接接头处的基材表面持平。
[0014]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0015](1)本专利技术将特定组分的合金钢填补于焊接接头处，减小了热影响区的影响深度；同时本专利技术所述X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法通过多层堆积的厚覆合金钢组成，合金钢与基材遵循高强匹配原则，增强了焊接接头处的耐腐蚀性，提高了焊接X80钢的耐用性；
[0016](2)本专利技术所述X80钢焊接接头处的增强处理方法仅采用激光熔覆技术，工艺简单，适于大范围推广应用。
具体实施方式
[0017]本专利技术提供了一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法，包括如下步骤：
[0018]将X80钢焊接接头处的钢材去除，形成凹槽，之后利用激光熔覆将合金钢填充于凹槽中，完成对X80钢焊接接头处的增强作用；
[0019]所述合金钢包括如下质量份数的组分：碳1～2份、铁120～150份、锰3～6份、钴2～4份、铜5～8份、铌1.2～1.5份、硅0.8～1份、硼1.5～2.5份、锆0.5～0.8份。
[0020]在本专利技术中，所述合金钢优选为包括如下质量份数的组分：碳1.2～1.8、铁125～145份、锰3.5～5份、钴2.5～3.5份、铜6～7份、铌1.3～1.4份、硅0.9～0.95份、硼1.8～2.4份、锆0.6～0.7份，进一步优选为包括如下质量份数的组分：碳1.3～1.5份、铁130～140份、锰4～4.5份、钴2.8～3.2份、铜6.5份、铌1.32～1.38份、硅0.9～0.95份、硼1.8～2.4份、锆0.6～0.7份。
[0021]在本专利技术中，所述激光熔覆的激光功率优选为1200～2000W，进一步优选为1500～1800W；激光熔覆的扫描速度优选为300～500mm/min，进一步优选为350～450mm/min；激光熔覆的光斑直径优选为1.5～3mm，进一步优选为2～2.5mm；激光熔覆的喷嘴底至合金钢表面的距离优选为6～10mm，进一步优选为7～8mm。
[0022]在本专利技术中，所述合金钢为线材，其横截面的平均直径优选为1～2mm，进一步优选为1.2～1.8mm。
[0023]在本专利技术中，所述凹槽的左右两侧斜边与底边的夹角优选为100～150
°
，进一步优选为110～140
°
；凹槽的深度优选为8～10mm，进一步优选为8.5～9.5mm；凹槽的底边宽度优选为20～25mm，进一步优选为21～24mm。
[0024]在本专利技术中，所述填充为将合金钢利用激光熔覆进行多层填充。
[0025]在本专利技术中，所述填充的结束时间为至合金钢在垂直方向与X80钢焊接接头处的基材表面持平。
[0026]在本专利技术中，所述合金钢的制备步骤为：
[0027](1)将碳、锰、铌、硅进行第一次熔炼，之后加入铁、钴、锆、硼、铜进行第二次熔炼，
得到钢水；
[0028](2)将钢水依次经过浇注、锻造，得到合金钢坯料；
[0029](3)将合金钢坯料顺次进行正火处理、淬火处理和回火处理，得到合金钢。
[0030]其中，所述步骤(1)中，第一次熔炼的温度优选为500～600℃，进一步优选为520～580℃；第一次熔炼的时间优选为5～10min，进一步优选为6～8min；第二次熔炼的温度优选为800～900℃，进一步优选为850～880℃；第二次熔炼的时间优选为10～15min，进一步优选为11～14min；
[0031]所述步骤(1)中，得到钢水前，对第二次熔炼所得产物进行升温出炉处理，升温出炉处理的具体步骤为：将第二次熔炼所得产物以50～60℃/min的升温速率升温至1400～1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将X80钢焊接接头处的钢材去除，形成凹槽，之后利用激光熔覆将合金钢填充于凹槽中，完成对X80钢焊接接头处的增强作用；所述合金钢包括如下质量份数的组分：碳1～2份、铁120～150份、锰3～6份、钴2～4份、铜5～8份、铌1.2～1.5份、硅0.8～1份、硼1.5～2.5份、锆0.5～0.8份。2.根据权利要求1所述X80钢焊接接头处激光熔覆超厚材料的增强处理方法，其特征在于，所述激光熔覆的激光功率为1200～2000W，激光熔覆的扫描速度为300～500mm/min，激光熔覆的光斑直径为1.5～3mm，激光熔覆的喷嘴底至合金钢表面的距离为6～10mm。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞友军，刘致远，刘百幸，柴廷玺，水清皎，张亮亮，
申请(专利权)人：兰州城市学院，
类型：发明
国别省市：