一種雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到金屬焊接領(lǐng)域，特別涉及到一種雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著酸性油氣田的開(kāi)發(fā)油氣輸送管線面臨著越來(lái)越苛刻的腐蝕環(huán)境，很多油氣輸送管道由于腐蝕嚴(yán)重而造成失效，甚至?xí)鸨?，威脅人身安全，污染環(huán)境，后果非常嚴(yán)重。隨著鋼管制造業(yè)的迅速發(fā)展，不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管因其具有碳鋼的高強(qiáng)度、高韌性等力學(xué)性能，又具有不銹鋼的耐蝕性優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛運(yùn)用。然而，由于不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的兩種材質(zhì)具有不同化學(xué)成分和物理性能，在焊接過(guò)程中很容易造成熔合區(qū)碳的擴(kuò)散和合金元素的稀釋，引起焊接接頭性能惡化，影響焊接質(zhì)量，這使得不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管焊接相比單層碳鋼或不銹鋼鋼管焊接變得復(fù)雜，給不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管生產(chǎn)增加了難度。為了避免不銹鋼復(fù)合管焊接過(guò)程中覆層與基體界面處出現(xiàn)的合金元素的大量稀釋和碳元素的迀移等，常用方法是在基體或覆層焊接后，再在覆層與基體界面處進(jìn)行過(guò)渡層焊接，然后焊接覆層或基體。
[0003]專利號(hào)為CN103978280A名稱為“一種不銹鋼復(fù)合管焊接工藝評(píng)定方法”的專利文件中，所述的焊接不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的作法是采用氬弧焊焊接過(guò)渡層，然后采用混合氣體Ar+C02 (混配比例4:1)保護(hù)焊接基體焊縫填充層和蓋面層，最后采用純氬氣保護(hù)焊接覆層填充層和蓋面層，采用這種焊接工藝必須對(duì)現(xiàn)有的直縫埋弧焊管生產(chǎn)裝備加以改造方可實(shí)施。
[0004]專利號(hào)為CN103358036A名稱為“一種不銹鋼復(fù)合管焊接工藝”的專利文件中，所述的焊接不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的作法是氣保護(hù)焊接覆層，然后采用手工電弧焊焊接過(guò)渡層，再采用埋弧焊工藝焊接基體。由于手工電弧焊焊接焊接效率低，不適合在直縫埋弧焊管大批量生產(chǎn)應(yīng)用。同時(shí)采用氣保護(hù)焊接覆層必須對(duì)現(xiàn)有的直縫埋弧焊管生產(chǎn)裝備加以改造方可實(shí)施。
[0005]專利號(hào)為CN1354061A名稱為“不銹鋼復(fù)合管焊接方法”的專利文件中，所述的焊接不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的作法是采用氬弧焊焊接不銹鋼覆層，然后采用手工電弧焊焊接過(guò)渡層，再采用手工電弧焊焊接基體。由于手工電弧焊焊接焊接效率低，不適合在直縫埋弧焊管大批量生產(chǎn)應(yīng)用。同時(shí)采用氬弧焊焊接覆層必須對(duì)現(xiàn)有的直縫埋弧焊管生產(chǎn)裝備加以改造方可實(shí)施。
[0006]寶雞鋼管公司畢宗岳在2010年《焊管》第5期發(fā)表的《酸性介質(zhì)用大口徑2205/Q235雙相不銹鋼復(fù)合管》的文章顯示，不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管焊接采用氬弧焊焊接覆層，采用CO2保護(hù)焊焊接基體。采用這種焊接工藝必須對(duì)現(xiàn)有的直縫埋弧焊管生產(chǎn)裝備加以改造方可實(shí)施。
[0007]四川石油管理局管道焊接技術(shù)中心楊旭在2008年《焊管》第5期發(fā)表的《Incoloy825合金+ X65復(fù)合管焊接性和焊接工藝》的文章顯示，不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管焊接采用氬弧焊焊接覆層和基體。采用這種焊接工藝必須對(duì)現(xiàn)有的直縫埋弧焊管生產(chǎn)裝備加以改造方可實(shí)施。
[0008]中石油第二建設(shè)公司周光河在2015年《焊接》第3期發(fā)表的《15CrMoR(H)+SUS321不銹復(fù)合板焊接》的文章顯示，不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合板采用手工電弧焊焊接覆層和基體。由于手工電弧焊焊接焊接效率低，不適合在直縫埋弧焊管大批量生產(chǎn)應(yīng)用。上述不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管焊接工藝與目前直縫埋弧焊鋼管制造所用裝備不適應(yīng)，即使進(jìn)行對(duì)應(yīng)的裝備改造也存在普通管線鋼管與不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管交替生產(chǎn)時(shí)的工裝更換問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種采用現(xiàn)有直縫埋弧焊管生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管焊接的雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝，其特征在于:所述工藝的步驟如下:
1、前期準(zhǔn)備:(I)、雙金屬?gòu)?fù)合板材:基體鋼材規(guī)格:L415Q，厚度15mm，覆層不銹鋼材規(guī)格316L，厚度3mm;
(2)、焊接材料:基體預(yù)焊選用0 3mmCHW50C8焊絲，基體埋弧焊選擇04mmH08C焊絲和SJlOlG焊劑，覆層埋弧焊選擇?4mmER309MoL焊絲和CHF601焊劑；
2、參數(shù)設(shè)置:(1)、焊接坡口尺寸:雙金屬?gòu)?fù)合板內(nèi)坡口深度為2.0±0.5mm，坡口角度45±2°，雙金屬?gòu)?fù)合板外坡口深度12±0.5mm，坡口角度30±2°，坡口鈍邊尺寸4 + 0.5mm ；
(2)、焊接規(guī)范:基體預(yù)焊混合氣體Ar+CC^g配比例4:1，焊接電流700±50A，電弧電壓22±2V，焊接速度3.0±0.lm/min，基體埋弧焊第一道次采用雙絲埋弧焊，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，焊接速度1.4±0.lm/min ;基體埋弧焊第二、三道次均采用三絲埋弧焊，，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，三絲焊接電流500±50A，電弧電壓40±2V，焊接速度1.4±0.lm/min，覆層埋弧焊采用一道次雙絲埋弧焊，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，焊接速度
1.4 + 0.lm/min ；
3、焊接方式:基體采用混合氣體Ar+C02保護(hù)預(yù)焊后，再進(jìn)行3道次埋弧焊，基體焊接完成后，覆層采用一道次雙絲埋弧焊接。
[0011]本發(fā)明的積極效果為:
1、在不改造現(xiàn)有直縫埋弧焊管生產(chǎn)設(shè)備的情況下，對(duì)不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管進(jìn)行焊接;
2、該工藝即可減少改造設(shè)備的投入，又可提高普通管線鋼管與不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的交替生產(chǎn)；
3、該工藝操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。實(shí)施例
[0013]雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝按如下步驟進(jìn)行:
一、前期準(zhǔn)備
1、雙金屬?gòu)?fù)合板材:選用型號(hào)為L(zhǎng)415Q，厚度15mm的鋼材作為基體，選用型號(hào)為規(guī)格316L，厚度3mm不銹鋼為覆層；
2、焊絲和焊劑:基體預(yù)焊選用03mmCHW50C8焊絲，基體埋弧焊選擇04mmH08C焊絲和SJlOlG焊劑，覆層埋弧焊選擇?4mmER309MoL焊絲和CHF601焊劑；
二、焊接方式
1、基體預(yù)焊:
(I)、基體預(yù)焊:當(dāng)基體進(jìn)行預(yù)焊時(shí)，選用的混合氣體Ar+C02中混配比例為4:1，混合氣體的流量為60L/min，基體預(yù)焊時(shí)的額定電流700A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓22V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，基體的焊接速度為3.0m/min,允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)0.1 m/
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[0014](2)、基體埋弧焊:基體埋弧焊總共要進(jìn)行3道次埋弧焊，第一道次采用雙絲埋弧焊，一絲焊接額定電流700A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓35V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，一絲焊接速度為1.4m/min，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)0.1 m/min，第二、三道次埋弧焊接采用三絲埋弧焊接，一絲焊接額定電流為700A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓35V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，二絲焊接額定電流為550A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓為38V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，三絲焊接額定電流為550A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓40V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，第二、三道次埋弧焊的焊接速度均為1.4m/min，允許浮動(dòng)的范圍為正負(fù)0.1 m/min ；
2、覆層焊接:覆層焊接采用一道次雙絲埋弧焊接，一絲焊接額定電流700A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓35V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，二絲焊接額定電流為550A，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)50A，額定電弧電壓為38V，允許浮動(dòng)范圍為正負(fù)2V，覆層焊接速度為1.4m/min，允許活動(dòng)范圍為正負(fù)0.1 m/min。
[0015]三、質(zhì)量要求
不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合板L415Q/316L (15mm+3mm)各項(xiàng)焊接完成后，其焊接接頭性能符合API 5LD內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復(fù)合鋼管規(guī)范技術(shù)要求。
[0016]以上所述僅是本發(fā)明的非限定實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思和不作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝，其特征在于:所述工藝的步驟如下: (1)、前期準(zhǔn)備:①雙金屬?gòu)?fù)合板材:基體鋼材規(guī)格:L415Q，厚度15mm，覆層不銹鋼材規(guī)格316L，厚度3mm; ②焊接材料:基體預(yù)焊選用?3mmCHW50C8焊絲，基體埋弧焊選擇?4mmH08C焊絲和SJlOlG焊劑，覆層埋弧焊選擇?4mmER309MoL焊絲和CHF601焊劑； (2)、參數(shù)設(shè)置:①焊接坡口尺寸:雙金屬?gòu)?fù)合板內(nèi)坡口深度為2.0±0.5mm，坡口角度45±2°，雙金屬?gòu)?fù)合板外坡口深度12±0.5mm，坡口角度30±2°，坡口鈍邊尺寸4 + 0.5mm ； ②焊接規(guī)范:基體預(yù)焊混合氣體Ar+CC^g配比例4:1，焊接電流700±50A，電弧電壓22±2V，焊接速度3.0±0.lm/min，基體埋弧焊第一道次采用雙絲埋弧焊，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，焊接速度1.4±0.lm/min ;基體埋弧焊第二、三道次均采用三絲埋弧焊，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，三絲焊接電流500±50A，電弧電壓40±2V，焊接速度1.4±0.lm/min，覆層埋弧焊采用一道次雙絲埋弧焊，一絲焊接電流700±50A，電弧電壓35±2V，二絲焊接電流550±50A，電弧電壓38±2V，焊接速度1.4 + 0.lm/min ； (3)焊接方式:基體采用混合氣體Ar+C02保護(hù)預(yù)焊后，再進(jìn)行3道次埋弧焊，基體焊接完成后，覆層采用一道次雙絲埋弧焊接。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙金屬?gòu)?fù)合板埋弧焊工藝。所述工藝的步驟如下：1、前期準(zhǔn)備：（1）、雙金屬?gòu)?fù)合板材；（2）、焊接材料；2、參數(shù)設(shè)置：（1）、焊接坡口尺寸；（2）、焊接規(guī)范；3、焊接方式：基體采用混合氣體Ar+CO2保護(hù)預(yù)焊后，再進(jìn)行3道次埋弧焊，基體焊接完成后，覆層采用一道次雙絲埋弧焊接。該工藝即可減少改造設(shè)備的投入，又可提高普通管線鋼管與不銹鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管的交替生產(chǎn)。
【IPC分類】B23K103/18, B23K35/38, B23K9/18, B23K33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104942414
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510331702
【發(fā)明人】唐子金, 曾德勝, 張曉強(qiáng), 楊雄英, 王彬, 孫榮華, 彭新星
【申請(qǐng)人】中石化石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月16日