制造安装X70钢输气管道下向焊接工艺中油管道局焊接试验培训中心靳红星中国石油西气东输项目经理部张帆国家重点工程一西气东输干线管道设计采用直径为1118mm、材质为APISpec 1L485）钢管，这是我国首次使用X70钢建设*大直径的输气管道，为了建设好西气东输管道工程，西气东输项目经理部在涩宁兰输气管道工程（全长953公里，直径660mm，工作压力6上进行了12公里X70钢管环焊试验。考虑到西气东输采用的管径、壁厚和焊接效率等诸多问题后，环焊缝焊接采用两种先进工艺：纤维素焊条封底+管道全位置气体保护自动焊填充、盖面和纤维素焊条封底+药芯焊丝半自动焊填充、盖面。
X70钢是一种低碳微合金化控轧控冷管线钢，板卷由宝钢和武钢提供，分别由青县管厂和宝鸡钢管厂制管，钢管规格为0663X10. 31mm.卷板（炉号：127896）的化学成分和力学性能分别见表1和表2.板卷的金相组织为均匀分布的铁素体+少量针状铁素体+少量珠光体。
表1板卷的化学成分表2板卷的力学性能%屈强比at0.5/ab试样方向冷弯试验表面硬度*涩宁兰用X70钢级板卷定货技术条件所规定的指标。
1焊材及焊接设备1.1焊材涩宁兰输气管线X70管试验段要求焊材熔敷金属的含硫量<0.009%综合熔敷金属的力学性能，经筛选根焊采用美国林肯纤维素焊条LINCOLN FLEETWELD5P+（WSA5.1E6010），焊条直径为04.0mm；半自动焊自保护药芯焊丝填充、盖面均采用林肯NR*207直径为020mm；自动焊实芯焊丝填充、盖面均采用国产锦泰公司生产的实心焊丝JM 0mm.按照AWS标准测得焊材熔敷金属化学成分及力学性能见表3.表3焊材的化学成分牌号实芯焊丝药芯焊丝（平特性）+送丝机IN*23P；自动焊采用松下KR―350平特性电源配中油管道局研制的管道全自动焊机PAW―2000（通过笔记本电脑调节焊接参数）。
1―84《斜Y坡口焊接裂纹试验方法》标准，对S=条进行了斜Y坡口裂纹试验。根据试验结果（斜Y坡口裂纹试验裂纹率见表4）以及工程特点，确定预热温度为100*Q预热宽度为坡口两侧各表4斜Y坡口裂纹试验裂纹率裂纹率平均表面裂纹率（％）平均断面裂纹率（％）采用的坡口型式及尺寸如所示。
管口组对1焊前准备钢管段采用水平固定（5G位置）采用内对口器组对；预热采用氧乙炔火焰加热，温度大于100预热宽度坡口两侧大于200mm焊接方向均为下向；每层焊工数2名。根焊1层，填充焊2层，盖面焊1层；层间温度不得小于100°C. 2根焊下向焊焊接工艺参数见表5.表5纤维素焊条根焊焊接工艺参数焊条牌号直径极性焊接电流焊接电压焊速正接3药芯焊丝半自动填充、盖面焊接工艺参数见表6.表6药芯焊丝半自动填充。盖面焊接工艺参数（许可进行立填焊）焊道名焊材直径极性焊接电流焊接电压送丝速度焊接速度焊丝干伸长填充焊正接盖面焊正接*送丝机上的电压指示。
4.4自动烊填充、盖面焊接工艺参数填充焊保护气体采用1%2，盖面焊保护气体米用富氩84%Ar+ 16%C2，气体流量为14一16L/min；焊丝伸出长度为8*10mm；轨道半径为382.5mm；提前送气时间为2 5s；滞后断气时间为2.5s；焊丝在坡口一侧的停留时间为120ms；极性反接。为了保证自动填充焊与根焊的良好溶合，一定将根焊表面打磨成U型。下向填充、盖面焊接工艺参数见表7（由于篇幅原因表中只列了第1层填充焊参数）。
表7自动焊填充。盖面焊接工艺参数焊道焊丝直径mm位置电压V丝速m/mi行走速度cm/min摆动焊嘴倾斜角度（。）宽度mm时间（11）点21.07.522010.527Q0与焊接处切线所夹的锐角。2表8拉伸。刻槽锤断。面弯。背弯试验结果焊接工艺方法半自动焊全自动焊结论VS样号12341234拉伸试验叫（MPa）602624654654677665673675合格断裂位置母材母材母材焊缝母材母材母材母材合格刻槽锤断试验无缺陷无缺陷合格弯曲试验面弯无缺陷无缺陷合格背弯3号试样lmm裂纹2处；4号试样1. 5mm裂纹1处；其余无缺陷1号试样1画裂纹1处；3号试样15碰裂纹1处；其余无缺陷+合格表9一20*C冲击试验结果（试样尺寸：15mmXlOinmX5Snm）工艺一冲击功（J> 5评定试验纤维素焊条封底+管道全位置气体保护自动焊填充、盖面和纤维素焊条封底+药芯焊丝半自动填充、盖面两种工艺按美国API1104标准规定对试验焊口进行检验、取样和试验。焊口外观检验、X射线探伤、力学性能试验合格。拉伸、刻槽锤断、面弯、背弯试验见表8.另按北京集输公司标准BT004― 95《输气管道焊接及验收规范》在管口平焊和立焊位置取冲击试样，一20 *C冲击试验见表9.取样位置缺口位置工艺二冲击功（J）试样冲击功（J）平均试样冲击功（J"）平焊位置熔合线焊缝平均结论立焊位置熔合线焊缝合格注：X7管环焊2ClxiX55标准试样冲击功要求」7弘1X55试样冲击功」>6j即可。
合格1根焊工艺纤维素焊条根焊工艺己应用多年是一种相当成熟的管道下向焊根焊工艺，具体特点不再重述。
采用药芯焊丝半自动下向焊工艺具有：①熔敷金属的力学性能好，含氢量低（水银法测氢为5―7myi00g熔敷金属）焊缝低温冲击高；②焊接操作简单，焊接速度快，清渣容易，焊缝成型美观；③焊接生产率高，熔敷效率高，每小时熔敷2.04千克金属；④需要专用的送丝机。
采用管道全位置自动焊机PAW廉；②通过笔记本电脑调节焊接参数，焊接工艺参数准确可靠；③焊缝成型美观，波纹及焊道宽度一致，焊缝余高均小于1.6mm且均匀，无咬边、无表面未熔合、无气孔等缺陷；④力学性能数值与低氢焊条手工焊、药芯半自动焊大体相近，满足管线要求；⑤不用清渣，节省焊工的劳动时间、降低了劳动强度，焊接速度大大提高。0660X 10.31mm的管口填充2层、盖面1层，共需40min比手工焊、药芯半自动焊分别节省30min、20min.管口直径越大，管壁越厚，焊接生产效率越高。全位置自动焊的缺点是：①对坡口要求严格，当管壁厚度大时，需要开复合坡口；②焊接时需要防护棚；③自动焊轨道装卡的快慢（一般需5min）决定施工速度；④焊接技术人员、操作焊工要具备相应的计算机知识。
（2）焊材熔敷金属和焊缝金属的低温冲击功虽满足了工程要求，但与母材（一20*C全尺寸Akv为200J左右）、钢管螺旋埋弧自动焊焊缝（一20*C全尺寸Akv为160J左右）的冲击功相比差之甚远，有必要对焊材、焊接工艺等继续研究。