X70管线钢是我国一种微合金化控制轧制钢，目前在国内外长输管道工程中应用较为广泛，X70管线钢的焊接工艺也较为成熟。大庆油田承担的伊拉克布兹甘原油外输管道工程中，场外工程包括X70管线。对于大口径X70管线钢焊接，一般采用下向焊打底+自保护填充盖面工艺，焊接材料选择遵循等强匹配原则。但考虑到国外施工及现场条件诸多不便，拟采用氩弧焊打底+焊条电弧焊填充盖面工艺。
为此，本文主要以尺寸为φ813mm×14.3mm的X70M管线钢为例管线钢材，根据X70M钢母材的特点，进行焊接性分析及低强度匹配焊接材料的选择，并制定了详细的焊接工艺。
02X70管线钢特性及焊接性
从冶金及轧制工艺角度，X70管线钢在生产过程中降低碳含量，提高Mn、Cr等合金元素含量，适当添加Nb、V、Ti等微合金元素；通过控轧控冷技术获得超细中温转变针状铁素体，满足性能设计要求。X70M管线钢化学成分如表1所示，生产厂家提供的材料清单力学性能如表2所示。
按照国际焊接学会推荐的碳当量计算公式，X70管线钢的碳当量约为0.40%，但标准要求控制在0.12%以下。由于碳含量降低，合金元素增多，且X70管线钢一般用于高压长输管道，焊接时存在一定的开裂倾向，因此焊前需进行预热。结合目前施工情况和技术资料，焊接施工时预热温度为120℃。
03焊接工艺定制
根据设计及施工实践，打底焊采用氩弧焊，填充、盖面采用电弧焊。焊接材料为ER70S-6焊丝，φ2.5mm；焊条E7018-1，φ3.2mm、φ4.0mm。
焊丝和焊条的化学成分和力学性能分别如表3和表4所示。
由表1、表3可以看出，焊接材料成分满足X70管线钢焊接化学成分匹配要求。
通过对焊接材料抗拉强度、屈服强度的分析，母材抗拉强度标准要求≥，而管材实际测得的抗拉强度值远高于焊接材料实测值，管材抗拉强度分别比焊丝、焊条高19.8%、29.2%，公称强度匹配系数分别为0.835、0.774。
根据前期焊接经验及标准要求，焊接材料的选用一般采用等强度匹配、等化学成分的原则管线钢材，不建议采用低强度匹配。为了验证本工程选用低匹配焊材的可行性及正确性，进行了焊接工艺试验。
焊接时严格按照拟定的焊接工艺进行，焊接参数见表5。打底采用TIG焊，填充、盖面采用电弧焊。焊接时采用远红外测温仪检测预热温度和层间温度，预热温度为120~150℃，层间温度≤200℃。焊接采用V型坡口，见附图。
04焊接检验
对焊接试件进行外观检查，符合要求后进行无损检测。对通过探伤检测的试件进行力学试验，检测标准按ASMEⅪ要求执行。为了验证焊接材料选择的可行性，试件数量多于标准要求，试验结果如表6所示。从表6可以看出，所有试验结果均合格。
05 结论
上述焊接工艺试验的顺利完成，解决了海外管道建设项目的焊接工艺问题。试验结果的正确性为X80、X90、X100管线钢焊接材料的选用提供了一定的试验和数据依据。同时也为低匹配焊接材料的选用提供了一定的依据，为选用低匹配焊接材料时对焊接材料抗拉强度的要求提供了一定的数据说明。
