【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接，更具体地，涉及一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法。
技术介绍
1、海洋石油工程固定式导管架平台是深水领域油气资源开采中应用最为普遍的一种结构形式，大型管相交节点(tky节点)是其最主要的焊接结构。tky节点作为海洋工程中的主要受力承载结构，由于结构和设备等自身重量以及波浪和风暴等极端载荷，导致主管和支管连接处的应力集中很高，在交变载荷、海水腐蚀的交互作用下，接头处极易产生腐蚀、疲劳和断裂破坏。因此，为了满足海洋平台的长时间使用，要求tky节点必须具有良好的低温韧性、耐大气腐蚀和耐海水腐蚀性能。高强钢的焊接质量直接决定了tky接头的性能，如果焊接工艺不合理，有可能产生冷裂纹或韧性下降。在焊接热循环的作用下，焊缝两侧母材的组织和性能发生明显的改变，造成焊接热影响区软化或脆化，恶化tky焊接接头的性能。目前对常用焊接方法的研究主要集中在控制焊接热输入、优化焊接热循环方面以减少对焊接热影响区的不利影响上。此外，在填充金属成分和焊接热循环的作用下，焊缝金属通常也是接头较薄弱的区域，尤其是焊根位置，母材的稀释使其成分显著变化，容易造成焊缝金属局部脆化。
2、在海洋工程领域中，气保焊和埋弧焊是应用最广泛的焊接方法，如中国专利cn108453340b公开了一种钢结构tky节点焊接方法，其重点侧重于解决焊缝成型及缺陷，cn112935601a公开了一种低合金高强钢的厚板多层多道焊接方法，采用气保焊打底和埋弧焊填充的焊接方式，弥补了焊缝强度不足的问题；cn109128550b公开了一种高抗拉强度的桥梁钢气
3、因此，针对复杂海洋环境，急需一种能使焊缝整体抗拉强度达标、保证焊缝根部和盖面具有高韧性和高抗腐蚀性，且使tky节点焊接厚壁结构具有抗失稳断裂和高抗腐蚀性能的综合性能焊接工艺。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，用以解决现有深水平台导管架tky节点焊接工艺造成焊接接头韧性低、抗腐蚀性能差和容易产生冷裂纹的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，包括以下步骤：
3、s1根据母材壁厚按预设温度对t/k/y节点进行预热；
4、s2针对不同焊接工艺设置不同的焊接参数；
5、s3利用焊条电弧焊工艺和焊条对预热后的t/k/y节点进行打底焊；然后利用熔化极气体保护焊工艺和焊丝进行填充焊；最后利用熔化极气体保护焊工艺进行盖面焊；其中，打底焊按低强匹配原则选用焊条，盖面焊按低强匹配原则选用第一焊丝，填充焊按照等强匹配原则选择第二焊丝，且焊条、第一焊丝和第二焊丝的扩散氢含量均小于或等于预设扩散氢含量。
6、进一步的，当母材壁厚w满足：38mm＜w≤50mm时，所述预热温度为65℃至150℃范围内。
7、进一步的，当母材壁厚w满足50mm＜w≤80mm时，所述预热温度为110℃至150℃范围内。
8、进一步的，所述扩散氢含量为5.0ml/100g；优选的，所述焊条、所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的扩散氢含量相同或不同。
9、进一步的，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的直径为1mm或1.2mm。
10、进一步的，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的干伸长均为各自直径的10倍至12倍。
11、进一步的，所述第一焊丝和所述第二焊丝的屈服强度、抗拉强度和/或冲击韧性相同或不同。
12、进一步的，步骤s3中，进行填充焊和/或盖面焊时，选用的保护气体由82％的ar和18％的co2组成；优选的，焊接时的保护气流量为20l/min至25l/min。
13、进一步的，不同焊接工艺对应的焊接参数能使相邻的焊接层间距位于3mm至5mm内，且相邻焊接层间温度不超过250℃。
14、进一步的，使用焊条电弧焊工艺进行打底焊时，对应的焊接参数为：焊接电流位于90a至120a之间，电弧电压位于20v至23v之间，焊接速度位于65mm/min至90mm/min之间。
15、进一步的，使用熔化极气体保护焊工艺进行填充焊和盖面焊时，填充焊焊接电压位于18v至24v，焊接电流位于160a至190a之间，焊接速度位于300mm/min至500mm/min之间，送丝速度位于6m/min至9m/min之间。
16、进一步的，使用熔化极气体保护焊工艺进行盖面焊时，对应的焊接参数为：焊接电压位于22v至24v之间，焊接电流位于175a至190a之间，焊接速度位于300mm/min至500mm/min之间，送丝速度位于8m/min至9m/min之间。
17、进一步的，进行填充焊和/或盖面焊时，焊接设备以2.5hz-4hz摆动频率以及1mm-2mm的摆动幅度进行摆动。
18、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，主要具备以下优点：
19、本专利技术采用通过对待焊接kty节点进行高温预热，采用smaw(焊条电弧焊)打底焊接，采用gmaw(熔化极气体保护焊)进行填充焊和盖面焊，对打底焊按照低强匹配原则选择焊条，对盖面焊按照低强匹配原则选用对应的第一焊丝，对填充焊按照等强匹配原则采用第二焊丝，且每道焊接选用的对应的焊丝和焊条的扩散氢含量均小于或等于预设扩散氢含量，从而通过不同合金化策略提升了焊缝整体韧性，并预防冷裂纹的产生。
20、本专利技术通过结合不同焊接工艺对应的低热输入参数组合进行焊接，可进一步减少焊缝热影响区的宽度，同时有利于减少母材对焊缝的稀释，避免焊缝金属在热循环的作用下产生一些硬脆相，并减少局部脆化的产生。
21、本专利技术采用高预热、低焊接热输入组合前提下，配合打底/盖面焊道与填充焊道中采用屈服强度、抗拉强度和冲击韧性等性能不同的低氢高韧高抗腐焊条或焊丝，即采用不同合金化策略，完成深水tky导管架节点的高性能焊接，预防和降低了冷裂纹的产生，同时使焊缝整体韧性提升，实现焊缝整体强度达标，并且焊缝根部和盖面处具有低强高韧高抗腐蚀性能，综合两种方法使深水平台高强钢厚壁结构具有抗失稳断裂和抗腐蚀的高综合性能。
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1.一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，当母材壁厚W满足：38mm＜W≤50mm时，所述预热温度为65℃至150℃范围内。
3.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，当母材壁厚W满足50mm＜W≤80mm时，所述预热温度为110℃至150℃范围内。
4.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述预设扩散氢含量为5.0ml/100g；优选的，所述焊条、所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的扩散氢含量相同或不同。
5.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的直径为1mm或1.2mm。
6.如权利要求5所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的干伸长均为各自直径的10倍至12倍。
7.如权利要求1所
8.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，步骤S3中，进行填充焊和/或盖面焊时，选用的保护气体由82％的Ar和18％的CO2组成；优选的，焊接时的保护气流量为20L/min至25L/min。
9.如权利要求1所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，不同焊接工艺对应的焊接参数能使相邻的焊接层间距位于3mm至5mm内，且相邻焊接层间温度不超过250℃。
10.如权利要求8所述的一种深水导管架TKY节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，使用焊条电弧焊工艺进行打底焊时，对应的焊接参数为：焊接电流位于90A至120A之间，电弧电压位于20V至23V之间，焊接速度位于65mm/min至90mm/min之间；优选的，使用熔化极气体保护焊工艺进行填充焊和盖面焊时，填充焊焊接电压位于18V至24V，焊接电流位于160A至190A之间，焊接速度位于300mm/min至500mm/min之间，送丝速度位于6m/min至9m/min之间；优选的，使用熔化极气体保护焊工艺进行盖面焊时，对应的焊接参数为：焊接电压位于22V至24V之间，焊接电流位于175A至190A之间，焊接速度位于300mm/min至500mm/min之间，送丝速度位于8m/min至9m/min之间。
...【技术特征摘要】
1.一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，当母材壁厚w满足：38mm＜w≤50mm时，所述预热温度为65℃至150℃范围内。
3.如权利要求1所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，当母材壁厚w满足50mm＜w≤80mm时，所述预热温度为110℃至150℃范围内。
4.如权利要求1所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述预设扩散氢含量为5.0ml/100g；优选的，所述焊条、所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的扩散氢含量相同或不同。
5.如权利要求1所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的直径为1mm或1.2mm。
6.如权利要求5所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述第一焊丝和/或所述第二焊丝的干伸长均为各自直径的10倍至12倍。
7.如权利要求1所述的一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法，其特征在于，所述第一焊丝和所述第二焊丝的屈服强度、抗拉强度和/或冲击韧性相同或不同。
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩永典，薛朝伟，徐连勇，赵雷，郝康达，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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