一種hf3000無磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接方法，特別是一種HF3000無磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扶正器是鉆井工程中防止井斜、控制井眼軌跡的重要工具，適用于石油、天然氣及地質(zhì)勘探鉆井過程中扶正鉆具以增加鉆頭壽命、提高鉆井速度和鉆井質(zhì)量。目前市面上的扶正器按材料可以分為兩大類:普通合金鋼扶正器和無磁合金鋼扶正器(以下簡稱無磁扶正器)。其中普通合金鋼扶正器應(yīng)用廣泛，這種扶正器主要用的材料是4145H鋼，其含碳量高、淬透性好、綜合機械性能良好，可以滿足大多數(shù)情況下的使用要求。無磁扶正器的材料是使用低碳高鉻錳合金鋼制成的奧氏體不銹鋼，它是經(jīng)過嚴格的化學(xué)成份配比后精煉并通過鍛造而達到其機械性能，具有良好的低磁導(dǎo)率、高強度的機械性能、極好的晶間耐腐蝕開裂性能和優(yōu)異的耐磨性。由于所有磁性測量儀器在測量井眼的方向時，感應(yīng)的是井眼的大地磁場，因而測量儀器必須是一個無磁環(huán)境。然而在鉆井過程中，鉆具往往具有磁性，具有磁場，影響磁性測量儀器，不能得到正確的井眼軌跡測量信息數(shù)據(jù)。而無磁扶正器具有良好的低磁導(dǎo)率，可避免自身磁場對測量儀器的影響，使測量數(shù)據(jù)更為準確。
[0003]HF3000扶正器是通過耐磨堆焊敷料(以下簡稱焊粉)將碳化鎢合金塊堆焊到扶正器耐磨帶上，堆焊敷料是一種特殊的碳化鎢粉末，焊后具有很高的強度和韌性，保證了耐磨帶在井下既耐磨而且合金塊還不容易脫落；另外這種扶正器磨損到一定程度后可以二次修復(fù)重復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本。由于以上優(yōu)點，HF3000型扶正器受到越來越廣泛的應(yīng)用。而隨著勘探技術(shù)的發(fā)展以及對石油需求量的日益增大，對鉆井時測量精度的要求也越來越高，普通材質(zhì)的扶正器已經(jīng)無法滿足使用要求，因此需要使用無磁扶正器來代替那些普通材質(zhì)的扶正器，而HF3000型無磁扶正器由于其硬度高、合金覆蓋率高、耐磨損、可以二次修復(fù)等優(yōu)點受到人們的青睞。但是無磁合金鋼存在以下三個缺點:1.無磁合金鋼與HF3000型所用焊粉融合性不是很好，容易因為焊接的合金不夠牢固而出現(xiàn)合金脫落現(xiàn)象；2.無磁合金鋼和焊粉熱膨脹系數(shù)差異較大，焊接及冷卻過程容易因膨脹量或收縮量不一致產(chǎn)生裂紋；3.無磁合金鋼經(jīng)400°C?850°C的溫度范圍內(nèi)時，會有高鉻碳化物重結(jié)晶而析出，當鉻含量降至耐腐蝕性界限之下，此時存在晶界貧鉻，會產(chǎn)生晶間腐蝕，使材料的機械性能大大降低，達不到使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種HF3000無磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，可有效解決磁合金鋼與焊粉融合性不好、易產(chǎn)生裂紋和產(chǎn)生晶間腐蝕導(dǎo)致機械性能降低的問題。
[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是:
一種HF3000無磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，包括以下步驟:
(I)清洗耐磨帶表面，在耐磨帶上焊一焊層，焊完后將焊層打磨光滑； (2)預(yù)熱，在耐磨帶上鋪一層焊粉，將合金塊均勻的擺放到焊粉上，加熱合金塊，同時在合金塊上噴焊粉，使合金塊和扶正器本體通過焊粉緊密結(jié)合在一起，用氧乙炔加熱焊粉，直到焊粉熔化，保證焊粉熔化后能充分的填充到合金塊和扶正器本體之間的整個間隙；
(3)冷卻至常溫，打磨至要求尺寸即可。
[0006]所述的步驟(I)中焊層的厚度為0.3-0.5mm，焊材為ER316L不銹鋼氬弧焊絲。
[0007]所述的步驟(2)中的預(yù)熱溫度為200_250°C。
[0008]所述的步驟(2)中預(yù)熱后，在耐磨帶上鋪的焊粉厚度為0.1mm。
[0009]所述的步驟(2)中的合金塊為長方體的碳化鎢合金塊，規(guī)格為25.4 mmX6mmX3mm，合金塊之間的間距小于3mm。
[0010]所述的步驟(2)中氧乙炔加熱合金塊過程中，扶正器通過冷卻裝置對內(nèi)孔采用循環(huán)冷卻水冷卻，防止扶正器溫度過高，同時在焊接過程中定時用紅外測溫儀測量扶正器本體的溫度，若溫度過高即停止焊接，保證扶正器本體溫度不至于過高，防止其因溫度過高失去其良好的機械性能。
[0011 ] 所述的冷卻裝置包括水箱、水泵、進水管和出水管，水箱的出水口經(jīng)進水管與扶正器本體內(nèi)孔一端的口部相連，扶正器本體內(nèi)孔另一端的口部經(jīng)出水管與水箱的進水口相連，進水管或出水管上裝有水泵，進水管、出水管與內(nèi)孔口部之間設(shè)置有接頭，接頭外壁與內(nèi)孔內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。
[0012]本發(fā)明方法簡單，易操作，解決了焊粉和無磁合金鋼融合性不好導(dǎo)致的合金易脫落的問題，并且不易產(chǎn)生裂紋，機械性能好，是無磁扶正器耐磨帶合金焊接方法上的創(chuàng)新。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0015]—種HF3000無磁扶正器耐磨帶合金的焊接方法，包括以下步驟:
(1)清洗耐磨帶表面，除去雜質(zhì)和油垢，預(yù)熱扶正器本體，使其溫度達到100-110°C，使用ER316L不銹鋼氬弧焊絲在耐磨帶上堆焊一層厚度為0.3-0.5mm的層，堆焊過程中定時用紅外測溫儀測量溫度，若超過250°C，則停止焊接，待溫度降至110°C后再重新開始焊接，堆焊完成，冷卻至室溫，冷卻過程覆蓋保溫材料，冷卻后將焊層打磨光滑；
(2)預(yù)熱扶正器本體，使其溫度達到200-250°C，在耐磨帶上鋪一層0.1mm的Haystellitel2焊粉，按要求用鑷子將合金塊均勻的擺放到焊粉上，所述的合金塊為長方體的碳化鶴合金塊，規(guī)格為25.4 mmX6 mmX 3mm，合金塊之間的間距小于3mm ;打開冷卻裝置，通冷卻水；加熱合金塊，同時在合金塊上噴Haystellitel2焊粉，使合金塊和